基于MODBUS協議的Rockwell控制器與MCGS數據辨識與通信

濟寧高新區創業中心博士后工作站 北京航空航天大學電子信息工程學院 山東航向電子科技有限公司濟寧職業技術學院機電工程系 孟凡文 王友權濟寧高新區創業中心博士后工作站 北京航空航天大學電子信息工程學院 山東航向電子科技有限公司 楊東凱濟寧職業技術學院機電工程系 張玉香

基于MODBUS協議的Rockwell控制器與MCGS數據辨識與通信

濟寧高新區創業中心博士后工作站 北京航空航天大學電子信息工程學院 山東航向電子科技有限公司
濟寧職業技術學院機電工程系 孟凡文 王友權
濟寧高新區創業中心博士后工作站 北京航空航天大學電子信息工程學院 山東航向電子科技有限公司 楊東凱
濟寧職業技術學院機電工程系 張玉香

在熱力站供熱監控系統中，需要實現MCGS觸摸屏與Rockwell控制器的實時通訊與控制。對于供熱系統熱力子站，采用Rockwell公司Micro 2080實現供熱自動控制，并通過MODBUS協議實現與昆侖通態 TPC1061Ti觸摸屏的通信，實時顯示溫度、壓力和流量等熱力參數，并在觸摸屏上進行循環泵、補水泵的頻率設定和智能閥門閥位設定，通過設定補水泵的啟停壓力實現系統自動補水功能。

熱網監控；Micro2080 Controller；MODBUS協議；MCGS觸摸屏

1.前言

Modbus協議是由施耐德電氣公司于1979年發明的，是全球第一個用于工業現場的總線協議[1-2]。它是一個工業通信系統，由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過公用線路或局部專用線路構建而成。它包括硬件和支持軟件，主要應用于數據采集、數據交換和過程監控等自動檢測和控制領域。

目前，小區換熱站大都采用人工值守，要根據用戶回水壓力和供熱溫度變化情況手動啟停循環泵和補水泵，耗費人力，并且能源損耗較大。而采用自動控制系統實現熱力站的無人值守自動控制，并在現場采用觸摸屏實現實時監測，可節約人力成本，提高系統的穩定性[3-6]。本系統是以RJ45網絡接口作為通訊物理接口，現場控制器PLC與觸摸屏遵循基于TCP/IP的MODBUS協議進行數據通訊。采用國產昆侖通態的MCGS觸摸屏實現與羅克韋爾公司Micro2080 Controller的數據交換，并在觸摸屏上進行水泵的自動啟停和閥門閥度控制。

2.熱力站供熱工藝及監測參數描述

來自熱力首站的一次高溫水進入換熱器，經換熱后溫度降低，返回到一次回水管路進入熱力首站加熱。用戶二次網回水進入換熱器進行加熱，升溫后通過二次網管路送給用戶。

本地觸摸屏要實時監測熱力管網數據，比如一次管網進水和回水的溫度、壓力，二次管網進水和回水的溫度、壓力，一次管網智能閥門開度，循環泵和補水泵的工作頻率和電流，一次網回水流量，還要監測工頻補水泵、變頻補水泵、工頻循環泵和變頻循環泵的啟停狀態，通過觸摸屏實現現場設備的控制，比如閥門開度、循環泵和補水泵的啟停和頻率設定。上述開關量和模擬量的監測與控制都要通過觸摸屏與現場PLC的實時數據通信來實現。

有些通信協議是觸摸屏公司為支持特定的PLC所定制的，如專為羅克韋爾公司定制的Compalt Logix TCP協議，有的通信協議則是通用的標準協議，如MODBUS數據通信協議等，本文研究的內容就是通過MODBUS協議實現MCGS觸摸屏與Rockwell PLC的數據通信。

3.MODMUS協議下的Rockwell PLC 與觸摸屏通信

本次熱網監控系統中，根據供熱小區規模不同采用不同的PLC控制系統。對于小型單機組供熱站，采用AB 公司的小型PLC MICRO 2080系列。它采用莫迪康公司的MODBUS協議作為通信標準，實現觸摸屏數據與PLC數據的信息交換。其中，數字量輸

Data Detecting and Communication of Rockwell Controller and MCGS based on MODBUS Protocol

Meng Fanwen1,2,3,4，Wang Youquan1，2，3,4Yang Dongkai1,2,3，Zhang Yuxiang4
（Post-doctoral Work Station of Innovation Center of Ji’ning Hi-Tech District；2.Electronic and Information Engineering College，Beihang University；3.Shandong Navigation Electronic Technique Co. Ltd；4.Mechanical and Electrical Engineering Department，Ji’ning Polytechnic）

In heat station monitor system，the communication and control between touching screen and Rockwell controller is necessary to realize auto control. For single set system，Micro 2080 PLC is used to implement auto control of the system. MODBUS protocol is utilized to realize the communication between PLC and TPC1061Ti touching screen. Thus the parameters such as temperature，pressure，fow are obtained and displayed. The frequency of cycle pump，water supplement pump and the valve position can be conveniently set on the screen. Starting pressure and stopping pressure of the water supplement pump are set to realize the auto water supplement function.

Heat net detecting and monitoring；Micro2080 Controller；MODBUS protocol；MCGS touching screen

博士后課題：基于北斗的農田作業系統；國家星火計劃項目：農機具覆蓋件的快速反求與數字建模技術及推廣（編號：2012GA740103）；橫向課題項目：濟寧東郊熱電廠熱網監控系統下位機設計。