Modbus通讯协议在制氮机控制系统与DCS通讯中的应用.pdf

石油与化工设备
38-技术交流
2011年第14卷
Modbus通讯协议在制氮机控制系统与DCS通讯
中的应用
邓燕,胡志良,武峰
(.海洋石油工程股份有限公司维修分公司,天津300452)
(2.中海油能源发展股份有限公司天津人力资源服务分公司,天津300452)
[摘要]针对西门子的S7-200与艾默生的 Del tav系统都支持 Modbus协议这一特点,结合エ作实际,介绍了以西门子S7-200
为控制系统的制氩机撬和以艾默生的 Deltav DCS系统间的通讯,重点介绍S7-200CPU和 Del tay系统串ロ通讯卡之间建立
Modbus主从协议的通讯方策及S7-200CPU与 Deltav系统串ロ通讯卡的硬件和参数组态方法,最终成功实现制気机撬块与DCS
系统间的通讯
关鍵词]S7-200; Del tay DCS,; Modbus协议;通讯;应用
在石油和化工设备中经常会采用不同厂家的令,从设备将建立一个错误消息并把它作为回应
控制系统,海上平台某设施的DCS控制系统采用发送出去。
艾默生的 Delta控制系统,制氮机撬的控制系统
Modbus协议有2种通讯传输模式;一种是
采用西门子S7-200PILC控制系统,S7-200PLC控ASCI模式:另一种是RTU模式。在一个 Modbus!网
制系统可以独立地完成对制氮机的控制。在油气络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串
实际生产和外输过程中制氮机的工作状态十分重口参数。
要,中控室的值班人员需要快速、直观地观察制
氮机撬块的运行状态及各项参数,如果通过硬线2通讯实现方法
连接将需要监控的信号传输到中控,需要占用很
制氮机控制系统的S7-200CPU上的通讯口
多的DCS系统的硬点和软点点数以及敷设大量电Port0可以支持 Modbus RTU协议,成为 Modbus
缆。考虑到S7-200CPU上的通讯口Pot0可以支持RTU从站,通过S7-200的自由口通讯模式实现。在
Modbus协议, Deltav DCS系统配备的串行通讯卡S7-200控制系统应用中, Modbus RTU,从站指令库
也支持 Modbus协议,可以设计基于 Modbust协议的只支持CPU上的通讯0口(PorO)。
制氮机撬和中控DCS系统的通讯方式来实现中控
艾默生公司的 Deltav系统配置的串口通讯卡
对制氮机橇的监控功能。
( Serial card,2端口,RS232、RS422/RS485),
Modbus协议简介
该卡可利用 Modbus RTU或ASCI协议与各种串口
Modbus协议将通讯参与者规定为“主”
设备进行通讯。通过对通讯端口进行组态可将端
口设置为RS232、RS422/RS485半双工或RS422
Master)和“从”(Save)。主设备可单独和从设备RS485全双工。
通信,也能以广播方式和所有从设备通信,而从
设备之间不能通信。主从设备之间通信的报文形2.1S7-200端通讯端口设置及组态
式为请求/响应帧方式。
要突现 Modbus RTU通讯,需要Step7- Micro
Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备
WIN32V3.2以上版本的编程软件,而且须安装
(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、错Step7- Micro/WIN32V3.2 Instruction Library(!指
误检测域。设备(或广播)地址提供从机地址,从机
令库)。指令库中应当包括MBUS_INIT和
根据地址判别是否接收请求,以做出相应响应,
MBUS SLAVE两个子程序,参见图1。 Modbus
用户必须设置每台从机的地址。从设备回应的消RTU功能是通过指令库中项先编好的程序功能块
息也由 Modbus t协议构成,包括确认要行动的域
实现的。
任何要返回的数据和一个错误检测域。如果在消
息接收过程中发生错误,或从设备不能执行其命作者简介:邓燕(1980-),女,重庆人,硕土,助理工程
师,从事海洋平合块设备制造工作
第5期
邓燕等 Modbus通讯协议在制氮机控制系统与DCS通讯中的应用
编程时使用SM0.1一调用子程序寻址方式);本例为VB30。
MBUS INIT进行初始化,使用SM0.0一调用研究
初始化完成标志:成功初始化后置1。
MBUS SLAVE,并指定相应参数。示例参见图
错误代码:0=无错误。
2.2 Deltav DCS通讯端口参数组态
Instructions
Network 1
?
Fayorite:
Deltav系统采用 Serial Card串口卡,当 Deltav
如Lor
始化 Modbus
串口卡与串口设备里的存储器或线圈数据通讯
Cock
MBUS INIT
时,可将存储器或线圈数据转换成 Deltav信号位
G Communicaions
EN
K Compare
(DSTs),每个串口卡有两个通讯端口。每个端
eoao_ロ以RS232接线方式挂一台串口设备,也可采用
Gi Courters
a0 Fbatrg Point Math
Mi1RS422/RS485接线方式最大连接16台串口设备。
9600-baud
Al Intege Ma
然后,串口卡会通过一个 dataset(一种与串口设
备里存储器/线圈数据相对应的 Deltav:参数设定的
C Mo
+128M
收集包)和所连接的串口设备进行数据交换,为
an Progam Corti
此我们还需通过对 dataset的组态来确定存储器的
g Sh/Otake
4100-mawhold
po Sting
类型和起始地址、要读取或发送的存储器数量。
I
在 Deltav系统中添加一块新串口卡用于和制氮机
?Tmes
Libraries
控制系统通讯,可在 Deltav浏览器下按照以下路
Network 2
t Ga Modbus Master P
两用 Modbus Slave
径添加: Physical Network- Control Network->I/O
色 Modbus Master P(
SMOO
MBUS SLAVE
→ New Card。具体的配置方式参见图2。
T MBUS INIT
串一冒cot
「33
U MBUS. SLAVE
由中
Obiect type Send Card 2 Port RS232/5485
Donerm101
c04
0 cos
0c21200934522FM
t-c USS Protocol Port
M812
c06
Modied by ADMINISTRATOR
a Cal Subroutines v
图1指令树中的 Modbus Slave指令和调用 Modbus通讯指令库
-U co9
C10
I/O Cad
图1中参数意义如下:
3 cis
由一
模式