寇洪濤

摘 要：錢家營礦600水泵房和850水泵房通過自動化改造，實(shí)現(xiàn)“有人巡視、無人值守”目的，把兩個水平的關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)饺V自動化平臺系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開泵，實(shí)時監(jiān)測水泵的各項(xiàng)性能參數(shù)，本文主要闡述如果通過modbus協(xié)議的RS485總線采集電機(jī)和水泵的溫度參數(shù)到PLC中，經(jīng)過PLC處理通過網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)時顯示在地面上位機(jī)界面。

關(guān)鍵詞：modbus協(xié)議；溫度采集；水泵房；S7-300PLC

中圖分類號：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.前言

錢家營礦的涌水量比較大，共設(shè)置了3個水平的泵房，伴隨著全自動化礦井的建設(shè)，需要對-600水泵房和-850水泵房進(jìn)行升級改造，水泵和電機(jī)的溫度參數(shù)保證著水泵的安全運(yùn)行，每個水泵房共設(shè)置10臺排水泵，每臺水泵通過YBD-200溫度巡檢儀進(jìn)行溫度采集，該儀表采用的是modbus協(xié)議通過RS485總線接口傳輸?shù)絇LC，經(jīng)過PLC處理，傳輸?shù)降孛嫔衔粰C(jī)實(shí)時顯示。

1.溫度巡檢儀通信協(xié)議

YBD200型儀表采用的是標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議，RTU傳輸模式。Modbus協(xié)議是一種主-從通信協(xié)議。任何時刻只有一個設(shè)備能夠在線路上進(jìn)行發(fā)送。由主站點(diǎn)管理信息交換，且只有它能發(fā)起。它會相繼對從站進(jìn)行輪詢。除非被主站批準(zhǔn)，否則任何從站都不能發(fā)送消息。從站之間不能進(jìn)行直接通信。協(xié)議幀中不包含任何消息報頭字節(jié)或消息字節(jié)結(jié)束符。

1.它的定義如下（見表1）：

從站地址：消息中的地址包含一個字節(jié)，從站地址范圍是1…255。主設(shè)備通過將要聯(lián)絡(luò)的從設(shè)備的地址放入消息中的地址域來選通從設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備發(fā)送回應(yīng)消息時，它把自己的地址放入回應(yīng)的地址域中，以便主設(shè)備知道是哪一個設(shè)備做出回應(yīng)。數(shù)據(jù)：以二進(jìn)制代碼傳輸。CRC16：循環(huán)冗余錯誤校驗(yàn)。采用的是9600bps的波特率。字節(jié)數(shù)據(jù)格式：一位起始位，八位數(shù)據(jù)位，一位偶校驗(yàn)位，一位停止位。從站地址編號：儀表地址必須在1～255之間，且同一總線上，每個儀表的地址不可重復(fù)。當(dāng)字符間隔時間長于或等于3.5個字符時，即作為檢測到幀的結(jié)束。

2.讀取寄存器

主站請求（表2）：

從站響應(yīng)（表3）：

例如溫度巡檢儀的地址為10，利用串口調(diào)試軟件Com Monitor，進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)：0A 03 00 00 00 07 05 73得到的數(shù)據(jù)為：0A 03 0E 00 C6 00 BA 01 0B 01 3C 01 8F 01 8F 01 8F DC ED，表示該儀表通信正常。

3.硬件組成和接線

水泵的電控系統(tǒng)主要由一臺集控柜和10臺就地柜等組成，集控柜安裝有315-2DP的CPU模塊和CP343-1的以太網(wǎng)模塊、CP340-RS422/RS485通信模塊以及數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊等，溫度探頭選用的是Pt100鉑電阻類型的，把7點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)接到Y(jié)BD-200型溫度巡檢儀對應(yīng)的端子上，一共采集10臺水泵的溫度數(shù)據(jù)，每塊溫度巡檢儀均通過RS485總線接至集控柜中CP340-RS422/RS485的接口上，把10塊溫度巡檢儀的A端并聯(lián)的一起接到CP340-RS422/RS485的1#端子，B端并聯(lián)的一起接到CP340-RS422/RS485的2#端子即可，并且需要把CP340-RS422/RS485的5#端子進(jìn)行接地處理，抗干擾能力強(qiáng)。

4. PLC程序的編寫

現(xiàn)場使用YBD-200型溫度巡檢儀的地址編號為4-13，為了防止數(shù)據(jù)的讀取錯誤，編寫主站PLC程序時，可通過增計數(shù)器進(jìn)行從站地址4-13的輪詢，并設(shè)置0.5s時鐘寄存器進(jìn)行控制。為了保證發(fā)送報文的準(zhǔn)確性，發(fā)送報文之前先利用事先編好CRC校驗(yàn)子程序檢驗(yàn)一下，CRC校驗(yàn)子程序采用的是CRC16算法。

PLC與溫度巡檢儀主要通過調(diào)用FB2、FB3系統(tǒng)塊實(shí)現(xiàn)主從站的請求和讀取功能。需要注意的是，調(diào)用FB2、FB3時，地址為CP340-RS422/RS485硬件組態(tài)時的地址352；主站請求時從DB3數(shù)據(jù)塊中的DBB0字節(jié)開始調(diào)用，字長為8。主站讀取從站數(shù)據(jù)時，從DB8數(shù)據(jù)塊中的DBB0字節(jié)開始寫入，DB8塊數(shù)據(jù)先進(jìn)行CRC子程序檢驗(yàn)其正確性，然后再編程實(shí)現(xiàn)分組對應(yīng)到DB7數(shù)據(jù)塊中，從DB7.DBD0字節(jié)定義存儲溫度巡檢儀4#地址數(shù)據(jù)，依次是電機(jī)前軸、電機(jī)后軸、泵前軸、泵后軸、定子A相、定子B相、定子C相。依次類推，從DB7.DBD28開始存儲5#地址的7點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)，一共存儲10臺水泵的溫度參數(shù)。

通過CP343-1以太網(wǎng)模塊將PLC中的數(shù)據(jù)可以全部接入全礦自動化平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，上位機(jī)利用西門子公司的wincc6.2進(jìn)行編寫繪制，通過編程實(shí)現(xiàn)將DB7中的溫度數(shù)據(jù)全部讀取到wincc中，同時也可以增加其他的故障信息。

結(jié)語

本文通過modbus協(xié)議RS485總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場溫度的采集，但在現(xiàn)場使用中發(fā)現(xiàn)，溫度巡檢儀的地址是固化的，如若巡檢儀損壞后，互換性較差，先已進(jìn)行溫度巡檢儀的升級，使每臺溫度巡檢儀的地址可在0～255之間任意調(diào)整，并將溫度巡檢儀使用的RS485總線模塊更換為MAX485具有光電隔離功能，大大增加了設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。

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