过程控制软件：Honeywell Experion PKS二次开发_（9）.数据通信与OPC技术.docx

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数据通信与OPC技术

数据通信基础

在过程控制软件中，数据通信是实现各个系统组件之间信息交换的重要环节。HoneywellExperionPKS系统通过各种通信协议与工业设备、传感器和执行器进行数据交互。这些通信协议包括MODBUS、PROFIBUS、EtherNet/IP等。了解这些协议的基本原理和使用方法，对于进行二次开发至关重要。

1.通信协议概述

通信协议是数据通信的基础，它定义了数据传输的格式、速率、同步方式等。在工业控制领域，常见的通信协议有：

MODBUS:一种串行通信协议，广泛用于工业设备之间的通信。

PROFIBUS:一种用于自动化系统的现场总线标准，支持高速数据传输。

EtherNet/IP:一种基于以太网的工业通信协议，适用于实时控制应用。

2.MODBUS协议

MODBUS协议是一种主从式通信协议，主要用于PLC和其他设备之间的通信。它支持两种传输模式：ASCII和RTU。RTU模式更为常用，因为它具有更高的传输效率和可靠性。

2.1RTU模式

RTU模式采用二进制编码，每个数据帧包含以下几个部分：

地址域:1字节，表示从设备的地址。

功能码:1字节，表示主设备请求的函数类型。

数据域:可变长度，包含具体的请求或响应数据。

校验域:2字节，用于错误检测。

2.2数据帧格式

以读取保持寄存器为例，数据帧格式如下：

[地址域][功能码][起始地址][寄存器数量][校验域]

2.3Python示例

以下是一个使用Python和pymodbus库进行MODBUSRTU通信的示例：

#导入pymodbus库

frompymodbus.client.syncimportModbusSerialClientasModbusClient

#创建MODBUSRTU客户端

client=ModbusClient(method=rtu,port=/dev/ttyUSB0,baudrate=9600,timeout=1)

#连接到MODBUS设备

client.connect()

#读取保持寄存器

#地址域:1(设备地址)

#功能码:3(读保持寄存器)

#起始地址:100(寄存器地址)

#寄存器数量:10(读取10个寄存器)

response=client.read_holding_registers(address=100,count=10,unit=1)

#检查响应是否成功

ifresponse.isError():

print(MODBUS通信错误)

else:

print(读取的寄存器数据:,response.registers)

#关闭连接

client.close()

3.PROFIBUS协议

PROFIBUS（过程现场总线）是一种用于自动化系统的现场总线标准，支持高速数据传输。PROFIBUS主要有两种类型：

PROFIBUSDP(DecentralizedPeriphery):用于高速、可靠的数据传输。

PROFIBUSFMS(FieldbusMessageSpecification):用于复杂的通信任务。

3.1PROFIBUSDP通信

PROFIBUSDP通信采用主从式结构，主站负责数据的发送和接收，从站则响应主站的请求。数据帧格式较为复杂，包括同步字节、地址、控制字节、数据长度、数据和校验字节等。

3.2Python示例

以下是一个使用Python和pymodbus库进行PROFIBUSDP通信的示例：

#导入pymodbus库

frompymodbus.client.syncimportModbusSerialClientasModbusClient

#创建PROFIBUSDP客户端

client=ModbusClient(method=rtu,port=/dev/ttyS0,baudrate=19200,timeout=1)

#连接到PROFIBUS设备

client.connect()

#读取输入寄存器

#地址域:1(设备地址)

#功能码:4(读输入寄存器)

#起始地址:200(寄存器地址)

#寄存器数量:5(读取5个寄存器)

response=client.read_input_registers(address=200,count=5,unit=1)

#检查响应是否成功

ifresponse.isError():

print(PROFI