質量流量計在量監測中的應用:
實際工作中,為計量結算的需要,需要將質量流量計的瞬時流量、累積流量等信息通過CDMA網絡遠傳到能源計量遠程監控系統。為了防止系統沖突,生產車間不允許繼續接流量計的電流輸出端口(1、2端口)。
一、Modbus數據通信網絡結構
本案例充分利用了Modbus技術的優點來設計、開發系統,并滿足了系統對可靠性和靈活性的要求。
該Modbus網絡結構為RS485通信環網,通信介質為雙絞線,通信協議為ModbusRTU,輸送丙烯的瞬時流量、累積流量等信息通過流量計檢測后,利用Mod-bus網絡傳遞到宏電DTU,宏電DTU再將信號通過CD-MA網絡與Internet網絡傳遞到遠程操作站。遠程操作站軟件選用的是國產軟件組態,總線結構安全、簡潔,具有很高的可靠性和實用性。
在接DTU之前,需要用手操器修改RS485默認設置:將默認協議由HART修改為ModbusRTU,其余采用默認設置即可。
二、Modbus數據通信介紹
該系統采用的Modbus總線是一種串行總線結構,在串行通信中,不論數據類型如何,它們都以幀的形式進行傳輸。其基本數據幀格式如下:
地址碼:8位地址碼為通信傳送的*個字節。這個字節表明由用戶設定地址碼的從機將接收由主機發送來的信息。每個從機都具有*的地址碼,并且響應回送均以各自的地址碼開始。主機發送的地址碼表明將發送到的從機地址,而從機發送的地址碼表明回送的從機地址。
功能碼:8位,是通信傳送的第二個字節。Modbus通信規約定義功能碼為1~127。作為主機請求發送,通過功能碼告訴從機執行什么動作。作為從機響應,從機發送的功能碼與從主機發送來的功能碼一樣,并表明從機已響應主機進行操作。
數據區:N×8位,數據區包含需要從機執行什么動作或由從機采集的返送信息。這些信息可以是數值、參考地址等。例如,功能碼告訴從機讀取寄存器的值,則數據區必須包含要讀取寄存器的起始地址及讀取長度。對于不同的從機,地址和數據信息都不相同。
差錯校驗碼:16位,主機或從機可用校驗碼進行判別接收信息是否出錯。有時,由于電子噪聲或其他一些干擾,信息在傳輸過程中會發生細微的變化,差錯校驗碼保證主機或從機對傳送過程中出錯的信息不起作用。這樣增加了系統的安全性和效率。錯誤校驗所有位采用CRC-16進行計算。
當通信命令發送至上游設備時,符合相應地址碼的設備接通信命令,并除去地址碼,讀取信息,如果沒有出錯,則執行相應的任務;然后把執行結果返送給發送者。返送的信息中包括地址碼、執行動作的功能碼、執行動作后結果的數據以及差錯校驗碼。如果出錯就不發送任何信息。
三、Modbus實現質量流量監測
系統采用國產軟件“組態6.52”為上位監控軟件,宏電DTU設為虛擬設備KVCOM1,通過在組態中配置完成Modbus的通信功能,實現數據交換。
配置完成,總線系統上電設備工作過程如下:初始化硬件;初始化Modbus驅動器、初始化串行通信口;等待流量計配制命令;初始化模塊寄存器;打開驅動端口。以上工作完成后,上位PC就可與其節點進行實時通信,實現質量流量計量的監測。
四、結束語
該Modbus總線通信系統充分利用了數據通信網絡技術,并已成功投入運行,其性能可靠、數據傳輸速率快,完滿足工藝要求。該系統符合當前控制的需求,真正實現了“集中控制,分散風險”。
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