基于modbus协议的S7—300PLC温度数据采集

寇洪涛

摘 要：钱家营矿600水泵房和850水泵房通过自动化改造，实现“有人巡视、无人值守”目的，把两个水平的关键数据通过网络传输到全矿自动化平台系统中，实现远程开泵，实时监测水泵的各项性能参数，本文主要阐述如果通过modbus协议的RS485总线采集电机和水泵的温度参数到PLC中，经过PLC处理通过网络模块实时显示在地面上位机界面。

关键词：modbus协议；温度采集；水泵房；S7-300PLC

中图分类号：TN915 文献标识码：A

0.前言

钱家营矿的涌水量比较大，共设置了3个水平的泵房，伴随着全自动化矿井的建设，需要对-600水泵房和-850水泵房进行升级改造，水泵和电机的温度参数保证着水泵的安全运行，每个水泵房共设置10台排水泵，每台水泵通过YBD-200温度巡检仪进行温度采集，该仪表采用的是modbus协议通过RS485总线接口传输到PLC，经过PLC处理，传输到地面上位机实时显示。

1.温度巡检仪通信协议

YBD200型仪表采用的是标准modbus协议，RTU传输模式。Modbus协议是一种主-从通信协议。任何时刻只有一个设备能够在线路上进行发送。由主站点管理信息交换，且只有它能发起。它会相继对从站进行轮询。除非被主站批准，否则任何从站都不能发送消息。从站之间不能进行直接通信。协议帧中不包含任何消息报头字节或消息字节结束符。

1.它的定义如下（见表1）：

从站地址：消息中的地址包含一个字节，从站地址范围是1…255。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备做出回应。数据：以二进制代码传输。CRC16：循环冗余错误校验。采用的是9600bps的波特率。字节数据格式：一位起始位，八位数据位，一位偶校验位，一位停止位。从站地址编号：仪表地址必须在1～255之间，且同一总线上，每个仪表的地址不可重复。当字符间隔时间长于或等于3.5个字符时，即作为检测到帧的结束。

2.读取寄存器

主站请求（表2）：

从站响应（表3）：

例如温度巡检仪的地址为10，利用串口调试软件Com Monitor，进行发送数据：0A 03 00 00 00 07 05 73得到的数据为：0A 03 0E 00 C6 00 BA 01 0B 01 3C 01 8F 01 8F 01 8F DC ED，表示该仪表通信正常。

3.硬件组成和接线

水泵的电控系统主要由一台集控柜和10台就地柜等组成，集控柜安装有315-2DP的CPU模块和CP343-1的以太网模块、CP340-RS422/RS485通信模块以及数字量、模拟量输入输出模块等，温度探头选用的是Pt100铂电阻类型的，把7点的温度数据接到YBD-200型温度巡检仪对应的端子上，一共采集10台水泵的温度数据，每块温度巡检仪均通过RS485总线接至集控柜中CP340-RS422/RS485的接口上，把10块温度巡检仪的A端并联的一起接到CP340-RS422/RS485的1#端子，B端并联的一起接到CP340-RS422/RS485的2#端子即可，并且需要把CP340-RS422/RS485的5#端子进行接地处理，抗干扰能力强。

4. PLC程序的编写

现场使用YBD-200型温度巡检仪的地址编号为4-13，为了防止数据的读取错误，编写主站PLC程序时，可通过增计数器进行从站地址4-13的轮询，并设置0.5s时钟寄存器进行控制。为了保证发送报文的准确性，发送报文之前先利用事先编好CRC校验子程序检验一下，CRC校验子程序采用的是CRC16算法。

PLC与温度巡检仪主要通过调用FB2、FB3系统块实现主从站的请求和读取功能。需要注意的是，调用FB2、FB3时，地址为CP340-RS422/RS485硬件组态时的地址352；主站请求时从DB3数据块中的DBB0字节开始调用，字长为8。主站读取从站数据时，从DB8数据块中的DBB0字节开始写入，DB8块数据先进行CRC子程序检验其正确性，然后再编程实现分组对应到DB7数据块中，从DB7.DBD0字节定义存储温度巡检仪4#地址数据，依次是电机前轴、电机后轴、泵前轴、泵后轴、定子A相、定子B相、定子C相。依次类推，从DB7.DBD28开始存储5#地址的7点温度数据，一共存储10台水泵的温度参数。

通过CP343-1以太网模块将PLC中的数据可以全部接入全矿自动化平台进行数据共享，上位机利用西门子公司的wincc6.2进行编写绘制，通过编程实现将DB7中的温度数据全部读取到wincc中，同时也可以增加其他的故障信息。

结语

本文通过modbus协议RS485总线技术实现了现场温度的采集，但在现场使用中发现，温度巡检仪的地址是固化的，如若巡检仪损坏后，互换性较差，先已进行温度巡检仪的升级，使每台温度巡检仪的地址可在0～255之间任意调整，并将温度巡检仪使用的RS485总线模块更换为MAX485具有光电隔离功能，大大增加了设备的安全性和稳定性。

参考文献

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