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MODBUS在OVATIONDCS系统与西门子PLC通讯中的应用

摘要：以XXX有限责任公司两台300MW机组为例，探讨分析了艾默生OVATIONDCS与西门子PLC通过MODBUS协议实现数据通信的方法与技术。

关键词：OVATIONDCS,西门子PLC，MODBUS

MODBUS通讯协议在DCS（分散控制系统）与第三方智能设备互联中的广泛运用，既实现了生产过程的集中控制和监视、又降低系统成本，实现了物理分散。

XXX有限责任公司一期两台300MW机组DCS采用艾默生过程控制有限公司的OVATION系统，锅炉蒸汽吹灰系统采用西门子S7300PLC，两者通过MODBUS协议通讯，实现了数据传输共享。

一、MODBUS协议介绍

MODBUS通讯协议是一种工业现场总线通讯协议，它由Modicon公司于1979年提出，并于2004年成为我国国家标准。它通过物理层TIA/EIA-232-F或TIA/EIA-485-A（习惯称RS232和RS485），与串行链路主站、从站一起，实现串行链路上的Modbus协议。工业控制一般采用RS485接口。

MODBUS协议把通信参与者规定为“主站”（Master）和“从站”（Slave），数据和信息的通信遵从主/从模式。MODBUS总线网络中的各个智能设备通过异步串行总线连接起来，只允许一个控制器作为主站，其余智能设备作为有唯一地址的从站，主站发出带从站地址的帧请求，该从站应答请求并送回数据或状态信息，从站不能够自己发送信息。这个网的主设备，可以是另外一个网的从设备。MODBUS中从站地址8bit（RTU），因而有效的从设备地址是0-247，单个设备的地址是1-247，实际所支持的从机数要由所有通信设备决定。地址0是广播地址。

二、西门子PLC作为MODBUS从站的组态

1、硬件组态

西门子PLC作为MODBUS从站至少需要一块西门子300CPU和一块CP341(MODBUS通讯接口)。

在PLC硬件组态中，双击CPU341模块，设置MODBUS传输波特率9600bit/s，1位起始位，8位数据位，偶校验位，1位停止位，从站站地址3。主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。

CP341支持RS422/485接口，同一时间RS422/485接口只能一个有效。

3、Modbus驱动的下载

当配置好Modbus通信的参数后，将CPU停机，向CP341下载ModbusSlave的驱动，一旦下载完成后无需再次下载。

西门子MODBUS从站编程

OB1中调用功能块FB80，FB80块每个管脚含义如表2.1所示：

表2.1FB80管脚含义

LADDR

硬件组态中CP341的起始逻辑地址

START_TIMER

初始化超时定时器

START_TIME

初始化定时器时间

OB_MASK

I/O访问错误屏蔽位）

CP_START

FB初始化使能位

CP_START_FM

CP_START初始化的上升沿位

CP_NDR

从CP卡写操作位，

CP_START_OK

初始化完成且无错误

CP_START_ERROR

初始化完成，但有错误

ERROR_NR

错误号

ERROR_INFO

错误信息

5、CP341从站的通讯区域配置

CP341里有四个配置页：

（1）FC01,05,15页，对应MODBUS地址的0区：0xxxx，保持线圈，可读写。

（2）FC02页，对应MODBUS地址的1区：1XXXX，输入线圈，只读。

（3）FC03，06，16页，对应MODBUS地址的4区：4xxxx，保持寄存器，读写。

（4）FC04页，对应MODBUS地址的3区：3XXXX，寄存器输入，只读。

三、OVATION系统作为MODBUS主站的组态

OVATION串行通讯控制器即LC卡支持MODBUS协议，该控制器作为主机，通过RS485硬件接口，以(300～19200)bit/s的通讯速率与第三方设备通讯。在这种组态下，OVATION串行通讯控制器作为主机，西门子S7300设备作为从机，MODBUS网路结构如图3.1：

图3.1MODBUS网络结构

1、LC卡

OVATION串行通讯控制器（LC）包含电子卡和特性卡，选配不同的特性卡获得RS232或RS422/RS485通讯端口。

2、生成配置文件

配置文件也叫点组文件，它申明了MODBUS寄存器地址与LC卡寄存器地址的通信规约，LC卡寄存器地址最终被映射到OVATION控制器。一般用记事本编辑创建一文本文件，比如guangan（注意不带扩展名），用EXCE