隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),在水資源急劇貧乏的今天,水處理項(xiàng)目日益增多。而在眾多的水
處理項(xiàng)目中,羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品以其優(yōu)越的性能得到廣泛的應(yīng)用。天津紀(jì)莊子再生水廠系統(tǒng)
全部選用了羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品。
一、 項(xiàng)目背景
天津紀(jì)莊子再生水廠是國(guó)家在全國(guó)重點(diǎn)扶持的五個(gè)中水項(xiàng)目之一, 設(shè)計(jì)日產(chǎn)量為 5萬(wàn)立方米/天，主要用于給生活（居民區(qū)），工業(yè)區(qū)供水。其中生活區(qū)供水為 2立方米/天，工業(yè)區(qū)供水為 3萬(wàn)立方米/天。
整個(gè)廠區(qū)的自動(dòng)化控制又分為進(jìn)水泵房，加氯，加藥，CMF，臭氧發(fā)生間，出水泵房，濾站共 7個(gè) PLC站組成。其中進(jìn)水泵房與出水泵房采用羅克韋爾自動(dòng)化公司的 RSLOGIX5000系列 PLC，通過(guò) CONTROLNET與中控室進(jìn)行通訊。加氯，加藥，臭氧發(fā)生間，CMF及濾站采用羅克韋爾自動(dòng)化公司的 SLC500系列 PLC，通過(guò) DH+網(wǎng)進(jìn)行通訊，全廠的通訊采用LOGIX5000系列的 DHRIO模板將 DH+網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集后由 CONTROLNET傳送到中控室計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由羅克韋爾自動(dòng)化公司的 RSVIEW組成，負(fù)責(zé)整個(gè)廠區(qū)的設(shè)備監(jiān)控及報(bào)警�，F(xiàn)場(chǎng)各子站控制柜上設(shè)有觸摸屏，用于各工段的設(shè)備狀態(tài)顯示及報(bào)警。同時(shí)在七臺(tái)高壓柜上安裝了西門(mén)子的綜合繼保，用于輸出各種電器的分合閘及電量信號(hào)，在十四臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)電器控制柜上安裝了 EMP420A的智能型電器儀表用于輸出設(shè)備的電流，電壓及功率，這些儀表都安裝有 MODBUS輸出接口，由 MVI56- MCM模塊將這些電量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC。
大家對(duì) ControlLogix系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)之間的通訊已非常熟悉，但 ControlLogix與第三方產(chǎn)品的通訊往往是我們調(diào)試中的難點(diǎn)，下面我們就 ControlLogix系統(tǒng)與 Prosoft公司的 MVI56-MCM模塊的通訊,詳細(xì)介紹如下：
二、硬件接線及初始化操作
2.1整體示意圖：
2.2超級(jí)終端
對(duì) MCM模塊的初始化要用超級(jí)終端（Hyper Terminal），使用超級(jí)終端時(shí)要注意選擇相對(duì)應(yīng)的波特率等參數(shù)，參數(shù)設(shè)定完成后，MCM模塊需重新上電，才可監(jiān)視 MCM的數(shù)據(jù)表。
2.3 MCM模塊的硬件設(shè)定
MCM模塊可通過(guò)短路棒設(shè)定為 RS232,RS422及 RS485三種通訊協(xié)議。本應(yīng)用選用RS485通訊。
2.4電能表的接線
本應(yīng)用中 Modbus設(shè)備使用的是DAETECH 公司的 EPM420A型網(wǎng)絡(luò)電力儀表，接線如圖：
2.5 MCM模塊的軟件組態(tài)
＊ 在 RSLogix5000軟件中的I/O Configuration中添加 1756-Module，連接參數(shù)中的輸入及輸出尺寸可根據(jù)用戶的通訊量的大小設(shè)置。
＊ 模塊添加完成后，需要產(chǎn)生如下圖所示的主要接口 Tag，以便和電能表通訊。也可以參照例程產(chǎn)生所需 Tag。
我們重點(diǎn)要關(guān)注 MCM1 Tag。
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三、模塊主要參數(shù)設(shè)置說(shuō)明
3.1 MCM1.ModDef 數(shù)據(jù)傳送參數(shù)
MCM1.ModDef 是用來(lái)設(shè)定模板的數(shù)據(jù)庫(kù)。模板共有 5000個(gè)用來(lái)讀/寫(xiě)的寄存器。
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＊ WriteStartReg: 從 PLC到模板傳送數(shù)據(jù)的寄存器起始地址。
＊ WriteRegCnt: 從PLC到模板寫(xiě)數(shù)據(jù)的寄存器地址的長(zhǎng)度。
＊ ReadStartReg: 從模板到PLC傳送數(shù)據(jù)的寄存器起始地址。
＊ ReadRegCnt: 從模板到PLC讀數(shù)據(jù)的寄存器地址的長(zhǎng)度。
＊ ErrStatPtr: 模板狀態(tài)數(shù)據(jù)的寄存器起始地址。
3.2 MCM1.Port ModBus 通訊參數(shù)
MCM1.Port 是用來(lái)組態(tài)模板通訊的串口組態(tài)。 MCM1.Port [0] 對(duì)應(yīng) Port1， MCM1.Port [1] 對(duì)應(yīng)Port2。
＊ Enable: 通訊口使能。
＊ Type: Modbus Master / Modbus Slave 方式。
＊ Protocol: Master RTU / Modbus ASCII
＊ Baudrate: 波特率。
＊ Baarity: 奇偶校驗(yàn)位。
＊ DataBits: 數(shù)據(jù)位。
＊ SlaveID: 當(dāng)該口為 Master方式時(shí)，此參數(shù)為零，只有當(dāng)該口為 Slave 時(shí)，可設(shè) 1—255。即 Slave ID 號(hào)。
＊ CmdCount: Modbus Master 命令的數(shù)量。
3.3 MCM1.P1Cmd，MCM1.P2Cmd Modbus Master 命令
MCM1.P1Cmd，MCM1.P2Cmd 是用來(lái)設(shè)定模板的 Modbus master 命令。每個(gè)口最多可組態(tài) 100個(gè) Modbus master 命令。
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讀/寫(xiě)命令:
＊ Enable: 命令使能。
＊ Int Address: 讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的起始地址。
＊ PollInt: 數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間間隔。
＊ Count: 從Slave設(shè)備上讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)字的數(shù)量。
＊ Swap: 數(shù)據(jù)交換的方式。
＊ Device: Modbus Slave 設(shè)備的節(jié)點(diǎn)地址。
＊ Func: 向Slave設(shè)備讀/寫(xiě)命令的 Modbus 功能碼。讀命令為 3或 4，寫(xiě)命令為 6或16。
＊ DevAddress: 與讀/寫(xiě)命令相對(duì)應(yīng)的 Modbus Slave 設(shè)備的寄存器地址。
3.4 MCM1.ReadData, MCM1.WriateData 讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)區(qū)
＊ MCM1.ReadData： 讀數(shù)據(jù)區(qū)。一個(gè)從 Master 設(shè)備寫(xiě)到作為 Slave設(shè)備的通訊口，
或從 Slave設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)。這個(gè)位置的數(shù)據(jù)是從 MVI56-MCM模塊返回到
ControlLogix處理器的。
＊ MCM1.WriateData： 寫(xiě)數(shù)據(jù)區(qū)。位于 MCM1.WriteData中的數(shù)據(jù)是 ControlLogix
處理器的信息及需要寫(xiě)到模板的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)的信息。包括寫(xiě)到 Slave設(shè)備的信息
（設(shè)為 Master時(shí)），或?qū)懙侥０宓男畔ⅲó?dāng)口組態(tài)為 Slave時(shí)）。
四、 Modbus 通訊協(xié)議執(zhí)行過(guò)程
應(yīng)用 Modbus RTU協(xié)議，EPM420電能表提供了和 SCADA系統(tǒng)直接連接的 RS485通訊模式的選擇。Modbus 協(xié)議中，主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給從機(jī)以下內(nèi)容來(lái)建立起主從通訊方式：
1. 從機(jī)地址
2. 定義所請(qǐng)求動(dòng)作的操作碼
3. 要發(fā)送的數(shù)據(jù)
4. 校驗(yàn)碼
從機(jī)返回的內(nèi)容包括：
1. 所采取的動(dòng)作
2. 返回的數(shù)據(jù)
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3. 校驗(yàn)碼
如果錯(cuò)誤發(fā)生在接收信息時(shí)或從機(jī)不能執(zhí)行要求的操作，從機(jī)將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)出錯(cuò)信息并作為響應(yīng)送出。
RS485網(wǎng)絡(luò)允許的最大長(zhǎng)度為 3900英尺。包含控制器在內(nèi)最多可連接 32個(gè)節(jié)點(diǎn)。
數(shù)據(jù)傳輸速率在 2400，4800，9600，19200范圍內(nèi)可選擇。
每個(gè)參數(shù)放在一個(gè)寄存器內(nèi)，用 Modbus總線代碼 04來(lái)訪問(wèn)所有的參數(shù)。
用 Modbus總線協(xié)議可看到或改變需要的參數(shù)。Modbus 03命令用來(lái)讀參數(shù)，16號(hào)命令用來(lái)寫(xiě)參數(shù)。
注意，無(wú)論是讀還是寫(xiě)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度都要乘以 2，因?yàn)?nbsp;ControlLogix數(shù)據(jù)是 32位的，而電能表的數(shù)據(jù)地址是 16位的。另外，如果電能表讀上來(lái)的數(shù)據(jù)是浮點(diǎn)數(shù)，而 ControlLogix的數(shù)據(jù)地址用的是整型數(shù)據(jù)類型，則數(shù)據(jù)還要通過(guò)梯圖程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
五 、結(jié)束語(yǔ)
ControlLogix系統(tǒng)以其先進(jìn)的技術(shù)在各個(gè)行業(yè)都有許多成功的應(yīng)用,借助單一的 ControlLogix平臺(tái),完全可以滿足用戶的不同要求。和第三方產(chǎn)品（Modbus, Profibus….）豐富的通訊功能，使它進(jìn)一步擴(kuò)展了應(yīng)用的靈活性。天津紀(jì)莊子再生水廠項(xiàng)目中的現(xiàn)場(chǎng)電器控制就是 ControlLogix和 Modbus通訊的成功應(yīng)用，我們相信 ControlLogix系統(tǒng)在今后的應(yīng)用中定會(huì)發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] MVI56-MCM ControlLogix Platform Module Set Up Guide
[2] MVI56-MCM ControlLogix Platform Module User Manual
[3] MVI56-MCM ControlLogix Platform Module Configuration/Debugger Port Users Guide
作者簡(jiǎn)介：
邰素華：曾在羅克韋爾自動(dòng)化公司工作十多年，曾從事ＡＢ數(shù)控系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的工作，參與了多個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的改造和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。后擔(dān)任北京地區(qū)的專職培訓(xùn)教師，教授 PLC5,SLC500,CLX系統(tǒng),RSView32,PanelView等課程。現(xiàn)任北京金州工程技術(shù)有限公司自控部副經(jīng)理.
關(guān)虹：1996 年畢業(yè)于燕山大學(xué)自動(dòng)化系自動(dòng)化儀表專業(yè)，一直從事自控領(lǐng)域的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作，參與過(guò)電廠、煙草、水處理等方面的項(xiàng)目�，F(xiàn)任北京金州工程技術(shù)有限公司的產(chǎn)品經(jīng)理。