银川西门子PLC代理

 随着3C技术迅速发展，网络集成信息自动化正迅速应用到现场设备、控制中，现场总线控制系统正逐步取代传统的集散控制系统，其中Modbus现场总线协议在基于PLC的控制系统中得到了越来越广泛的应用。在本系统中，以PLC为主机、温度采集模块为从机，完成对生产过程的自动控制、工业流程及工艺参数的显示、修改，根据PLC的无协议通信功能，用Modbus现场总线协议实现主机与从机的通讯。

   本文基于某监控系统的设计，实现了三菱FX2N系列PLC在无协议通信方式下与DS18b20型数字温度传感器的采集模块以Modbus协议通信，在电炉熔化工作过程中，对电炉、电容、冷却水等100多点的温度实现巡检。

1 系统硬件组成

   温度监控部分系统的硬件由DS18b20型数字温度传感器、采集模块、FX2N系列PLC、FX2N-485-BD、HITECH触摸屏组成，其结构如图1所示。

图1 系统硬件组成

   DS18b20是世界上支持单线总线接口(1wirebusinteRFace)的数字化温度传感器，单总线接口便于构建分布式的温度测控网络，数字化的输出提高了信号传输的可靠性，而且使外围电路大为简化。DS18b20具有很高的适应性和性价比，其测温范围为-55~125℃，测温精度为±0.5℃，测温距离大为200m，测温方式使用3线制，本系统使用的传感器排序方式为指定排序。

   DS18b20内部主要有3个数字部件：1个温度传感器、1个64位的激光刻蚀ROM、9字节高速暂存器ScratchpadRAM和3字节EERAM。ROM上64位数据是传感器的序列号。暂存器确保数据的完整性，数据先被写入暂存器，并可以被读回。数据经校验后，可以由拷贝暂存器命令传输到EERAM，以确保更改存储器时数据的完整性。暂存器为9个字节，第0和第1字节是温度编码的低字节和高字节。

   第2和第3字节是温度编码的低字节和高字节的拷贝，第4字节是配置寄存器，其值决定温度转换的分辨率。

   本系统采用的STA-D温度采集模块，是一种远程数字化温度采集系统，有10个通道，每个通道多可以挂接16个DS18b20型数字温度传感器,总共可以监控160个点的温度，以RS485方式同上位机通讯，通信协议为标准Modbus协议，波特率为9600bps，与上位机通信距离大为1200m，工作电源为12~24V，工作温度为-20~75℃。与FX2N485BD采用两线制的485连线方式(图2)，接线要使用规范的屏蔽线。

图2 485连接图

   台湾HITECH公司触摸屏PWS系列是专为PLC设计的互动式工作站，用232直接与PLC连接，可以直接读取PLC的数据寄存器，具有良好的人机界面，操作人员通过它可设置所有参数，控制系统自动运行。并且编程简便，运行稳定，可设置不同的管理权限，适合于本系统使用。

2 Modbus协议

   标准的Modbus口是使用RS232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验，控制器能直接或经由Modem组网。控制器通信使用主从技术，即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)，其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。

表1 Modbus部分功能码定义

   Modbus通讯协议有两种传送方式RTU方式和ASCII方式。本系统使用RTU模式，这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。