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1 引言
EB I R 200 是Honeyw ell 公司继R 100 版本后于2002 年推出的最新企业楼宇集成系统, 它提供的子系统有楼宇自动化控制系统、安全防范系统、火灾报警消防系统、数字影像管理系统和资产ö人员管理系统, 是一个包含了从控制器到软件监控平台的完整的自动化解决方案。但在实际的智能大厦工程中,往往需要对不同厂家的产品进行系统集成。EB I 软件平台作为开放式楼宇监控软件的典范能够最大限度地满足用户的需求, 因为它支持现在所有通用的工业标准, 如BACnet、LonWo rk s、O PC、A dvanceDDE 和Modbu s 等。楼宇系统集成工程中碰到的具有Modbu s 协议的设备很多, 例如ABB公司的REF542 p lu s 智能型控制ö保护单元及PMC915 电力监测与控制装置, 施耐德的Sepam 20、40 系列及PM 500 功能模块, 爱克赛的U PS 电源等等。因此,Modbu s 设备在EB I 不直接支持的第三方设备中很具有代表性。要想真正发挥EB I 系统的开放性特色, 搞好与第三方设备的集成, 攻克与Modbu s 设备的通讯是相当重要和有价值的。理论上EB I 对Modbu s 设备及其组成的系统具有很好的支持性, 能通过组态实现无缝集成, 但在实际调试中也难免遇到不少问题, 需要利用一些辅助手段加以解决。下面就通过作者近期刚刚调试通过的工程实例来详细说明EB I 与Modbus设备集成的方法。
2 系统结构
Modbus 设备和EB I 软件之间的通信是我们所做的北京某集成电路企业楼宇系统集成中的一部分, 属于变配电子系统。该工程中使用装有EBI Server 的PC 机作为上位监控机, 监测对象Modbus 设备被分成两组, 一组是高压设备, 包括ABB 公司的6 台PLC, PLC 的型号为REF542 plus 智能型控制/保护单元; 另一组是低压设备,也包括ABB 公司的6 台PLC, PLC 的型号为PMC915 电力监测与控制装置。每组设备都通过RS485 总线连接成总线型网络, 再分别经RS232/485 转换器转换后接入PC 机上配置的多串口扩展卡的两个串口。上位机和Modbu s 设备之间采用主/从式通讯, 上位机为主,Modbu s 设备为从。设备支持的协议为Modbu s RTU。系统结构示意图如图1 所示。图1 中高低压Modbu s 网络的连接方式十分相似, 低压部分网络略。
EB I R 200 是Honeyw ell 公司继R 100 版本后于2002 年推出的最新企业楼宇集成系统, 它提供的子系统有楼宇自动化控制系统、安全防范系统、火灾报警消防系统、数字影像管理系统和资产ö人员管理系统, 是一个包含了从控制器到软件监控平台的完整的自动化解决方案。但在实际的智能大厦工程中,往往需要对不同厂家的产品进行系统集成。EB I 软件平台作为开放式楼宇监控软件的典范能够最大限度地满足用户的需求, 因为它支持现在所有通用的工业标准, 如BACnet、LonWo rk s、O PC、A dvanceDDE 和Modbu s 等。楼宇系统集成工程中碰到的具有Modbu s 协议的设备很多, 例如ABB公司的REF542 p lu s 智能型控制ö保护单元及PMC915 电力监测与控制装置, 施耐德的Sepam 20、40 系列及PM 500 功能模块, 爱克赛的U PS 电源等等。因此,Modbu s 设备在EB I 不直接支持的第三方设备中很具有代表性。要想真正发挥EB I 系统的开放性特色, 搞好与第三方设备的集成, 攻克与Modbu s 设备的通讯是相当重要和有价值的。理论上EB I 对Modbu s 设备及其组成的系统具有很好的支持性, 能通过组态实现无缝集成, 但在实际调试中也难免遇到不少问题, 需要利用一些辅助手段加以解决。下面就通过作者近期刚刚调试通过的工程实例来详细说明EB I 与Modbus设备集成的方法。
字串9
2 系统结构
Modbus 设备和EB I 软件之间的通信是我们所做的北京某集成电路企业楼宇系统集成中的一部分, 属于变配电子系统。该工程中使用装有EBI Server 的PC 机作为上位监控机, 监测对象Modbus 设备被分成两组, 一组是高压设备, 包括ABB 公司的6 台PLC, PLC 的型号为REF542 plus 智能型控制/保护单元; 另一组是低压设备,也包括ABB 公司的6 台PLC, PLC 的型号为PMC915 电力监测与控制装置。每组设备都通过RS485 总线连接成总线型网络, 再分别经RS232/485 转换器转换后接入PC 机上配置的多串口扩展卡的两个串口。上位机和Modbu s 设备之间采用主/从式通讯, 上位机为主,Modbu s 设备为从。设备支持的协议为Modbu s RTU。系统结构示意图如图1 所示。图1 中高低压Modbu s 网络的连接方式十分相似, 低压部分网络略。
3 M odbu s 协议及通讯原理
3. 1 Modbus 协议
Modbus 协议是一个公开的、被广泛应用的串行通信协议, 最初由Modicon (莫迪康) 公司为本公司的可编程控制器和工业自动化系统而制定。此协议在控制设备间传输数字和模拟的I/O及寄存器数据时使用。由于协议和协议说明均可免费使用, 它已经被成千上万的不同类型的设备所采用。做Modbu s 通讯的前提是了解和掌握有关Modbu s 协议的核心内容。首先应理解“传输模式”。标准的Modbu s 网络可以采用A SC II 或者RTU(Remo te Term inal U n it) 模式传送数据,A SC II 模式中使用2 个7 位的字符信息才能传输与RTU 模式中的一个8 位字符相当的信息。例如: 需要传输的值是6AH,RTU 模式下它将被当作一个8 位的字节传送(0110 1010) ; 而在A SC II 模式下将被分成两个字节传输, 一个是A SC II 字符“6”(“6”= 36H =011 0110) , 另一个是A SC II 字符“A ”(“A ”= 41H= 100 0001)。因此从传输效率上讲, RTU 模式更高些。一些设备可能只支持其中的一种模式, 但必须保证通信双方使用的是同一种模式, 否则通讯无法进行。其次要明白寄存器表格的特点。Modbu s 功能码将操作这些寄存器表格中的寄存器, 从而实现配置、监控I/O 模块。Modbu s 寄存器地址的设置具有鲜明的特点, 即通过0, 1, 3, 4 等4 种类型的前导数字标明不同的寄存器类型。与Honeyw ell Quick Bu ilder 中"Data Tab le"的对应关系是:
3. 1 Modbus 协议
Modbus 协议是一个公开的、被广泛应用的串行通信协议, 最初由Modicon (莫迪康) 公司为本公司的可编程控制器和工业自动化系统而制定。此协议在控制设备间传输数字和模拟的I/O及寄存器数据时使用。由于协议和协议说明均可免费使用, 它已经被成千上万的不同类型的设备所采用。做Modbu s 通讯的前提是了解和掌握有关Modbu s 协议的核心内容。首先应理解“传输模式”。标准的Modbu s 网络可以采用A SC II 或者RTU(Remo te Term inal U n it) 模式传送数据,A SC II 模式中使用2 个7 位的字符信息才能传输与RTU 模式中的一个8 位字符相当的信息。例如: 需要传输的值是6AH,RTU 模式下它将被当作一个8 位的字节传送(0110 1010) ; 而在A SC II 模式下将被分成两个字节传输, 一个是A SC II 字符“6”(“6”= 36H =011 0110) , 另一个是A SC II 字符“A ”(“A ”= 41H= 100 0001)。因此从传输效率上讲, RTU 模式更高些。一些设备可能只支持其中的一种模式, 但必须保证通信双方使用的是同一种模式, 否则通讯无法进行。其次要明白寄存器表格的特点。Modbu s 功能码将操作这些寄存器表格中的寄存器, 从而实现配置、监控I/O 模块。Modbu s 寄存器地址的设置具有鲜明的特点, 即通过0, 1, 3, 4 等4 种类型的前导数字标明不同的寄存器类型。与Honeyw ell Quick Bu ilder 中"Data Tab le"的对应关系是:
ABB PLC Honeywell EB I
0xxxx D igital Output
1xxxx D igital Input
3xxxx Input Register
4xxxx Ho lding Register
另外还要了解功能码。Modbu s 功能码将作为信息包裹中的一个域被传输, 用来告诉从站应该执行何种动作。如04H 代表读输入寄存器(3xxxx)。需要注意的是: 不是凡支持Modbu s 协议的设备都支持所有的功能码, 往往只支持其中的一部分或很少几个。比如ABB 公司的PMC915仅支持功能码03H 和10H, 但这并不防碍它成为支持Modbu s 协议的设备。
3. 2 通讯原理
ABB Modbu s 网络采用RS485 物理回路, 所有RS485 回路的通信都遵照主ö从方式, 信息和数据流原则上可在单个主站和最多32 个从站之间传递。主站将初始化和控制所有RS485 通信回路上传递的信息。所有RS485 回路上的信息都以“打包”方式传递。信息包裹是字符串的集合, 组成
包裹的字节以异步串行的方式在主从设备之间传输。本工程中PLC 厂家支持的是Modbu s RTU模式, 每个Modbu sRTU 信息包裹的组成如下:
字串2
0xxxx D igital Output
1xxxx D igital Input
3xxxx Input Register
4xxxx Ho lding Register
另外还要了解功能码。Modbu s 功能码将作为信息包裹中的一个域被传输, 用来告诉从站应该执行何种动作。如04H 代表读输入寄存器(3xxxx)。需要注意的是: 不是凡支持Modbu s 协议的设备都支持所有的功能码, 往往只支持其中的一部分或很少几个。比如ABB 公司的PMC915仅支持功能码03H 和10H, 但这并不防碍它成为支持Modbu s 协议的设备。
3. 2 通讯原理
ABB Modbu s 网络采用RS485 物理回路, 所有RS485 回路的通信都遵照主ö从方式, 信息和数据流原则上可在单个主站和最多32 个从站之间传递。主站将初始化和控制所有RS485 通信回路上传递的信息。所有RS485 回路上的信息都以“打包”方式传递。信息包裹是字符串的集合, 组成
包裹的字节以异步串行的方式在主从设备之间传输。本工程中PLC 厂家支持的是Modbu s RTU模式, 每个Modbu sRTU 信息包裹的组成如下:
字串9 以EB I 读取2 号PLC 的三相电流为例, EB I将向2 号PLC 发出请求信号: 02H (PLC 地址)04H (功能码) 00H (欲读寄存器起始地址的高位字节) 00H (欲读寄存器起始地址的低位字节)00H (欲读寄存器数的高位字节) 06H (欲读寄存器数的低位字节) 71 (校验码1) 4f (校验码2)。PLC 的回答将是: 02H (PLC 地址) 04H (功能码)0CH ( 字节数) I1HH I1HL I1LH I1LL I2HHI2HL I2LH I2LL I3HH I3HL I3LH I3LL (回应数据) crc1 (校验码1) crc2 (校验码2)。
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