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基于RS-485的施耐德PLC与智能仪表串行通讯

闫友可

【摘要】介绍了施耐德Quantum系列PLC与不同品牌的综保装置通过Modbus

协议实现数据通讯,最终实现远程实时电力仪表的数据采集.其中重点讨论了如何利

用CONCEPT2.6编程平台下进行程序设计,软硬件组态,通讯测试等技术环节等内

容为水厂实现无人值守少人值班目标打下坚实基础.

【期刊名称】《制造业自动化》

【年(卷),期】2018(040)011

【总页数】3页(P57-59)

【关键词】Modbus通讯协议;RS485;XXMIT功能块

【作者】闫友可

【作者单位】广东省东莞市东江水务有限公司,东莞523000

【正文语种】中文

【中图分类】TP227

0引言

传统PLC与设备之间一般是采用硬接线接入I/O方式进行数据采集，随着科技水

平的进步与发展，现场设备更加智能化，尤其是高压电力方面的比如微机综保已经

非常智能化，它们的仪表一般都标配通讯端口，采用MODBUS通讯协议的通讯

端口是应用比较普遍的一种，它已成为通用工业标准，它组网简单，价格低廉。

ModBus网络是一个工业通信系统，系统结构既包括硬件、亦包括软件，广泛应

用于各种数据采集和过程监控。本项目就是通过对水厂配水泵房2号机组出线柜

及与2号机相关的进线柜，PT柜，变压器出线柜进行改造后，利用PLC与这些综

保柜仪表与既有的1号、5号机组综保柜链接进行485通讯来实现上位机对综保

柜仪表数据的采集，从而很大程度降低了人工布线成本，同时减少了PLC硬件配

置，提高了自动化水平。

1仪表MODBUS串行协议

MODBUS协议通讯一般采用一主多从方式，从设备对于主控制器的广播查询，从

设备返回的内容不仅包括设备地址，而且也包括请求功能代码，发送数据，错误校

验码等。RTU传输模式消息帧格式如表1所示。

表1RTU传输模式消息帧格式[1]从机地址功能码数据格式CRC校验码8位8位

16位16位

从机地址：0～247内的整数，0为广播地址，MODBUS命令码可以从1～255

内的整数值。功能码：对应读取模拟量为03或16，对应读取开关量一般采用01

或02，如表2所示。对应于施耐德PLC中的MODBUS数据结构主要包括输入离

散量，输出离散量（线圈），输入寄存器，保持寄存器基本单元，分别对应PLC

中含有数字量，模拟量，输入输出的设备，按照不同的Modbus功能代码访问每

个独立的数据块[2]。起始地址：数据在通讯设备寄存器地址定义，由厂家提供点

表。数据格式：在寄存器中为一个无符号16位数。

本项目中1号、5号机组综保仪表通过查询说明书数据采集发送报文：例如：I1

相电流发送报文：0103011300017433其中01是设备地址，需查看

sepam40设置的通信地址：03是功能码，读多个寄存器数据，0113是要读取寄

存器起始地址，0001是读取的字数为1个字，33是校验码。同理2号机组出线

柜及与2号机相关的进线柜，PT柜，变压器出线柜的消息帧格式按照厂家给的点

表来定义。

表2MODBUS通讯协议常用功能代码[2]功能码（十进制）公共功能代码类型01

01读线圈内部位0202读输入点内部位0505写单个线圈内部位0303读多个

寄存器内部十六位寄存器功能码（十六进制）公共代码功能1616写多个寄存器

内部十六位寄存器

2PLC系统网络结构及硬件连接设计

本项目需要将施耐德Quantum系列PLC与5台综保柜仪表（即：1号泵组，5

号泵组综保柜，2号泵组出线柜，进线柜，厂变压器出线柜）组成通讯网络，PLC

硬件是昆腾140系列的11303型CPU，其面板带1个标准RS-232C型串口，综

保仪表端均采用标准485协议的端子输出。PLC与仪表间采用485屏蔽双绞线连

接。

图1通讯网络