時間：2022-08-03 23:16:48
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇modbus協議，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】稱重儀；電阻應變片；C8051F410單片機；modbus協議
【Abstract】The design is Weighing Device based on MUDBUS Protocol. We use the microcontroller C8051F410 as the key controller of the entire design system. The hardware circuit design including minimum system of the C8051F410 microcontroller， A/D converter， weighing sensor ， LED display circuit， ±5V power supply circuit ，communication circuit and so on.
【Key words】Weighing Device； Resistance strain gauge； C8051F410； MODBUS； LED
0 引言
壓力是現代工業生產過程中的一個重要參數，在生產過程中經常需要對壓力進行檢測和監控。壓力測量有許多種方法，本文介紹的是一種壓電轉換裝置，壓力變化使傳感器發生形變，從而使阻抗發生變化，同時輸出一個變化的模擬電壓信號。該信號經放大電路放大后輸出至A/D轉換器。使之轉換成便于處理的數字信號，該數字信號傳送給單片機，最終LED顯示壓力大小。
1 系統概述
本設計是一個基于C8051F410單片機的壓力測量系統。本設計由稱重傳感器，放大電路，A/D轉換電路，單片機電路，顯示電路，通訊接口電路，穩壓電源電路等設計內容組成。當物體放在秤盤上時，壓力變化使傳感器發生形變，從而使阻抗發生變化，同時輸出一個變化的模擬電壓信號。該信號經放大電路放大后輸出至A/D轉換器。使之轉換成便于處理的數字信號，該數字信號傳送到CPU。數據經過處理、程序運行后在LED上顯示出來。同時該設計是一款測量精度高、支持RS485硬件接口和MODBUS工業現場總線協議的壓力控制模塊。該壓力控制模塊能夠對壓力進行實時采集，采用支持MODBUS工業現場總線協議的RS485串行接口與PC機連接。
2 主要電路模塊設計
2.1 主控電路
C8051F410單片機是整個系統的控制核心。C8051F410基本接口電路是保證系統正常工作的輔助電路，包括C8051F410片上系統工作所需要的JATG接口、電源退耦、基準濾波、上電復位等基本電路。
2.2 稱重傳感器的設計
稱重傳感器實際上是一種將質量（壓力）信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。稱重傳感器主要由彈性體、電阻應變片、電纜線等組成，內部線路采用惠更斯電橋，當彈性體承受載荷產生變形時，輸出電壓正比于應變片發生應變時產生的電阻變化量。
2.3 信號采集調理電路
數據采集模塊分為3個部分：稱重傳感器、前級放大器和A/D轉換器傳感器選用壓力傳感器，為雙孔懸臂梁形式。前級放大器用AD620內部采用差動輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡單，且放大器的增益是可以改變的。壓力傳感器的輸出信號輸入至AD620同相和反相輸入端，AD620可對差模信號進行放大，放大倍數由AD620的1腳與8腳并接了的一個可調電阻RG決定。由于AD620在單極性電源供電時有零點漂移，因此本電路設計采用雙極性電源供電，同時在電源兩端加上濾波電容，確保供電穩定。選用12位逐次比較式ADC，此方案經小信號放大、調理電路，可直接連接單片機，也可以可滿足精度要求，而C8051F410單片機的ADC0子系統集成了一個27通道的模擬多路選擇器和一個200ksps的12位逐次逼近寄存器型ADC。ADC中集成了跟蹤保持電路、可編程窗口檢測器和硬件累加器。經過計算滿足精度要求。故本設計選用C8051F410單片機內部A/D。
3 MODBUS協議
MODBUS通訊系統是一種用于工業通訊的分布式控制系統。該系統可靠性高，適應性強，可以在任何工業領域內控制各種生成過程和作業。其數據通訊系統協議控制著網絡內一切設備所共用的語言結構或報文格式。協議是系統操作的關鍵，協議決定如何建立或中斷主從設備之間的關系，如何使發送和接收裝置協調一致，如何井然有序地交換報文，如何檢測錯誤。
MODBUS通訊協議有兩種消息幀格式：ASCII和RTU幀格式。ASCII消息以冒號字符開始，以回車換行符結束，其它域使用的傳輸字符為十六進制；RTU消息則以傳遞一段空閑時間為開始和結束，這段時間不小于3.5倍的字符發送時間T，一般取4T。本設計在通訊協議中只用了兩個命令，03號命令和06號命令。他們都屬于公共功能碼。03號命令要求發送數據，06號命令代表要求從機原樣數據發回作為應答。
4 調試處理
數據處理是將A/D采集的數據進行處理，A/D轉換所得的值的精確性與很多因素有關，包括A/D元件的精度、電路的焊接情況、環境溫度的變化等。這些因素的影響直接導致了A/D轉換的數據圍繞著某個中心值上下波動。這就需要對采集的數據進行軟件濾波。
為了能夠使變送器的輸出和被測量對應上，要對信號進行歸一化處理，也就是標定。具體的做法是使用二次差值法對標準信號進行定標。要實現高的擬合精度，擬合多項式的次數要很高，對于單片機來說，由于速度和存儲容量等原因，實現這樣的運算很難。這里采用朗格朗日二次插值的方法對信號數據進行處理。
5 總結
本設計是基于MODBUS通訊協議的稱重儀設計。在設計過程中以壓力采集及檢測為主要目標，利用電阻應變片阻值隨壓力變化而變化的性質，對壓力進行采集調理經由單片機的控制傳出，將采集的壓力通過單片機的處理后傳輸給數碼管顯示，同時也支持RS-485硬件接口通過MODBUS通訊協議傳給上位機。測量壓力誤差不大于5g。該設計系統具有操作方便、控制靈活、移植性強等優點。
【參考文獻】
[1]康華光，陳大欽，等.電子技術基礎（模擬部分）[M].北京：高等教育出版社，2000.22-48.
引言
工業控制已從單機控制走向集中監控、集散控制，如今已進入網絡集約制造時代。工業控制器連網也為網絡管理提供了方便。Modbus就是工業控制器的網絡協議中的一種。Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通信規約。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡(例如以太網)和其他設備之間可以通信。它已經成為主流的工業標準之一。不同廠商生產的控制設備通過Modbus協議可以連成工業網絡，進行集中監控。
Modbus通信協議
1 通信傳送方式
每一個數據字節包括：每個字節的位、1個起始位、8個數據位、最小的有效位先發送、1個奇偶校驗位(無校驗則無)、1個停止位(有校驗時)、2個停止位(無校驗時)。
在RTU模式下每個字節的格式(11bit)如下：
編碼系統：8位二進制
字節組成：1bit起始位、8bit數據位，最低位最先發送、1bit奇偶校驗位、1bit停止位(或者沒奇偶校驗位，就發送一個附加的停止位)。
2 數據幀結構
地址碼：地址碼為通信傳送的第一字節。這字節表明由用戶設定地址碼的從機將接收由主機發送來的信息。并且每個從機都有唯一的地址碼，并且響應回送均以各自的地址碼開始。主機發送的地址碼表明將發送到的從機地址，而從機發送的地址碼表明回送的從機地址。
功能碼：通信傳送的第二字節。ModBus通信規約定義功能號為1～127。根據實際需要只利用其中的一部分功能碼。作為主機請求發送，通過功能碼告訴從機執行什么動作。作為從機響應，從機發送的功能碼與從主機發送來的功能碼一樣，并表明從機已響應主機進行操作。如果從機發送的功能碼的最高位為1，則表明從機沒有響應操作或發送出錯。
數據區：數據區根據不同的功能碼而不同。數據區可以是實際數值、設置點、主機發送給從機或從機發送給主機的地址。
CRC碼：二字節的錯誤檢測碼。冗余循環碼檢查(CRC)包含兩字節，即16位二進制。CRC碼由發送設備計算，放置于發送信息的尾部。接收信息的設備再重新計算接收到信息的CRC碼，比較計算得到的CRC碼是否與接收到的相符，如果兩者不相符，則表明出錯。CRC碼的計算方法是，先預置16位寄存器全為1。再逐步把每8位數據信息進行處理。在進行CRC碼計算時只用8位數據位、起始位及停止位，如有奇偶校驗位的話也包括奇偶校驗位，都不參與CRC碼計算。
在計算CRC碼時，8位數據與寄存器的數據相異或，得到的結果向低位移一位，用0填補最高位。再檢查最低位，如果最低位為1，把寄存器的內容與預置數相異或，如果最低位為0，不進行異或運算。
這個過程一直重復8次。第8次移位后，下一個8位再與現在寄存器的內容相異或，這個過程與以上一樣重復8次。當所有的數據信息處理完后，最后寄存器的內容即為CRC碼值。CRC碼中的數據發送、接收時低字節在前。在實際應用中，為了提高運算速度，采用了查表的方法取代計算方法。
3 Modbus RTU數據幀結構
在RTU模式下，每一個數據幀之間的間隔至少是3.5個字符位。一個完整的數據幀必須要連續的傳送，當一幀消息中兩字節間的間距大于1.5字符位時，此數據幀錯誤，被接受方放棄。
當通信波特率小于等于19 200b/s。對1.5個字符位/3.5個字符位計算時間有嚴格要求。當通信波特率大于19 200b/s。1.5個字符位固定為750μs，3.5個字符位固定為1.75ms。官方的Modbus RTU規定標準為3.5個字符長周期，不同的串口設備由于使用環境不同可能在發送中出現5～10字長的間隙。對于Modbus RTU來說比較安全的設置為50ms。
4 用到的功能代碼
用到的功能代碼如表2所示。
關鍵詞：Modbus協議；電流檢測；轉速檢測；棉花加工；測控系統
中圖分類號：TP277；TS113 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）11-2913-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.11.052
棉花加工的生產過程是指由原料子棉開始到制成產品皮棉、短絨等的全部勞動過程[1]，其工藝主要由子棉預處理、軋花、皮棉清理、集棉、打包、剝絨六個環節組成。在子棉預處理、軋花、皮棉清理和集棉環節，由于棉花喂給不均勻、子棉回潮率大等原因，存在加工設備堵棉、皮帶斷裂等故障。隨著中國近年棉花產量不斷提高，傳統的繼電器與單一的PLC的控制模式，檢測信息速度慢且信息量少[2]，致使加工設備很難同步協調工作，繼而造成加工設備故障率高、故障處理時間長，嚴重影響了棉花加工的產量與質量。
本研究設計的棉花加工測控系統，根據Modbus協議簡單、實施容易等特點，解決棉花加工過程中存在的設備故障率高、故障處理時間長的問題。通過測控系統的使用，降低了棉花加工過程的設備故障率，縮短了故障處理時間，提高了棉花加工產量與質量。
1 Modbus協議及其分析
Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言，通過此協議，控制器及相互之間經由網絡和其他設備之間可以通信[3-5]。Modbus協議包括ASCII、RTU、TCP等，并沒有規定物理層。協議的物理層可以是RS-232、RS-422、RS-485或TCP。與其他總線標準相比，Modbus協議具有協議簡單、實施容易、性價比高、可靠性好等優點，在工業自動化領域獲得了越來越廣泛的應用[6，7]。
Modbus協議采用主從方式定時收發數據。在實際使用中，如果某Slave站點斷開后（如故障或關機），Master端可以加以診斷；而當故障修復后，網絡又可自動接通。因此，Modbus協議的可靠性較高[8]。在Modbus協議中，有多種協議代碼，本研究主要使用以下4種功能代碼（表1）。
2 測控系統設計
2.1 測控系統硬件組成
測控系統主要由上位機、觸摸屏與控制器、傳感器等幾部分組成。上位機實現棉花加工數據的存儲、統計功能；觸摸屏與控制器實現數據分析判斷、控制、傳輸、顯示功能；傳感器實現數據檢測、傳輸功能；LED顯示屏實現車間加工設備運行狀態及故障報警功能。棉花加工測控系統組成框圖如圖1所示。2.2 Modbus傳感器設計
Modbus傳感器設計包括電流檢測裝置設計和轉速檢測裝置設計。電流檢測裝置和轉速檢測裝置主控芯片均采用宏晶科技生產的STC15F2K60S2單片機。
STC15F2K60S2系列單片機是STC生產的單時鐘的單片機，是高速、高可靠、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，且速度快8～12倍。內部集成高精度R/C時鐘（±0.3%），±1%溫飄（-40～+85 ℃），常溫下溫飄±0.6%（-20～+65 ℃），5 MHz～35 MHz寬范圍可設置，可徹底省掉外部昂貴的晶振和外部復位電路[9]。
2.2.1 電流檢測裝置設計 電流檢測裝置實時檢測加工設備的電流值，并把測得的電流值通過Modbus RTU協議發送給PLC控制器，電流檢測裝置可實現16路電流的檢測。
電流檢測裝置主要由STC15F2K60S2、16路模擬量轉換電路、A/D采樣、DC/DC降壓電路、光耦隔離電路、RS-485電路組成。裝置結構圖如圖2所示。由于電流檢測裝置安裝的配電房存在多種干擾源，為了確保檢測裝置數據傳輸的穩定性，在電流檢測裝置的通訊電路中增加光耦隔離電路，實現RS-485通訊電路的電氣隔離。
2.2.2 轉速檢測裝置設計 轉速檢測裝置實時檢測加工設備關鍵部位的轉速值，并把所測轉速值通過Modbus RTU協議發送給PLC控制器，以供控制器對加工設備工況進行判斷。
轉速檢測裝置主要由STC15F2K60S2、脈沖信號檢測電路、DC/DC降壓電路、數碼管顯示電路、光耦隔離電路、RS-485電路組成。裝置結構圖如圖3所示。轉速檢測裝置安裝在車間加工設備上，為了方便加工人員及時掌握所測加工設備的轉速值，設計轉速檢測裝置時增加數碼管顯示電路，實時顯示轉速值。同樣，為了確保通訊的穩定性，在轉速檢測裝置的通訊電路中，增加光耦電氣隔離電路，增強通訊的可靠性。
2.3 測控系統數據分析設計
棉花加工設備在工作過程中，常會出現堵棉、皮帶或鏈條斷裂、主軸失穩等故障，通過研究與分析可知，根據電流和轉速的變化率，可區分出加工設備不同的工作狀態，具體如下。
1）當加工設備正常工作時，其電流和轉速變化曲線如圖4所示。從圖4可以看出，轉速曲線和電流曲線幾乎為一條直線。因此，在加工設備正常工作時，電流變化率di/dt≈0，轉速變化率a≈0。
2）當加工設備出現堵棉現象時，其電流曲線和轉速曲線如圖5所示。從圖5可以看出，轉速曲線迅速下降為0，電流曲線迅速上升，達到一定值時保持不變，當加工人員關斷加工設備電源后，電流曲線逐漸降低為零。因此，在加工設備電機出現堵轉后的有限時間內，電流變化率di/dt0。
3）當加工設備出現皮帶或鏈條斷裂現象時，其電流曲線和轉速曲線如圖6所示。從圖6可以看出，轉速曲線迅速下降為0，電流曲線緩慢下降，下降到一定值時保持不變。因此，在加工設備電機出現皮帶或者鏈條斷裂現象后的有限時間內，電流變化率di/dt
4）當加工設備出現主軸失穩現象時，其轉速和電流曲線如圖7所示。從圖7可以看出，電流曲線和轉速曲線呈周期性變化。因此，在加工設備出現主軸失穩現象時，電流變化率|di/dt|>0，轉速變化率|a|>0。
通過以上分析可以看出，測控系統控制器通過計算檢測的加工設備電機的電流變化率和設備關鍵部位轉速變化率，根據電流變化率和轉速變化率的不同，判斷出加工設備的工作狀態，進行相應的控制和其他處理。
2.4 測控系統控制流程設計
測控系統通過傳感器實時采集子棉預處理、軋花、皮棉清理、集棉工藝環節加工設備的電流值與轉速值，通過Modbus RTU協議把數據傳輸給PLC控制器；PLC控制器對檢測的電流值與轉速值進行綜合分析判斷，把檢測數據和判斷結果通過Modbus RTU協議傳輸給觸摸屏，觸摸屏顯示數據，并通過Modbus TCP協議把數據傳輸給上位機；上位機軟件對數據進行存儲和統計，然后把統計結果提供給管理人員。
在子棉預處理環節，當加工設備出現故障時，PLC控制器控制自動喂花機的電機停止工作，停止喂花；在軋花、皮棉清理、集棉環節，當加工設備出現故障時，PLC控制器控制軋花機開合箱電機開箱，停止軋花；在加工設備出現故障時，PLC控制器控制LED屏顯示器控制器，實現車間LED顯示屏故障報警顯示。測控系統控制流程如圖8所示。
3 上位機軟件設計
上位機軟件為測控系統統計軟件。軟件采用VC6.0開發環境，使用SQL Server 2000數據庫。SQL Server 2000數據庫功能允許用戶透明地查詢和操作遠程數據庫實例的數據，并使應用程序看起來只有一個大型的集中式數據庫，用戶可以在任何一個場地執行全局應用，具有數據分布透明性和邏輯整體性等特點。
上位機負責統計、存儲車間內所有采集的數據；統計車間加工設備故障原因、故障時間、故障率。上位機軟件與車間觸摸屏通過Modbus TCP協議通訊，把所采集的數據存儲在SQL server 2000數據庫中，并對數據進行處理。
進入主界面后，可以選擇查看所檢測加工設備的電流曲線與轉速曲線，當加工設備出現故障時，可在故障報警界面查看故障原因、故障處理時間等相關故障信息。
4 小結
基于Modbus協議的棉花加工測控系統，在新疆生產建設兵團第六師新湖總場新旺社區棉花加工廠安裝使用，將棉花加工設備的參數檢測、分析判斷與自動控制相結合，降低棉花加工設備故障率10%，縮短故障處理時間30%，提高了生產效率；基于Modbus協議的棉花加工測控系統，實現了加工過程設備故障率、故障原因統計，為管理人員生產決策提供數據支撐。
隨著棉花加工測控系統的進一步完善，以及系統的推廣使用，將為棉花加工過程的信息化、智能化生產奠定了基礎。
參考文獻：
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關鍵詞 MODBUS模擬測試；MCM模塊配置；泵站集約化
中圖分類號 TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）101-0198-02
1概述
Modbus協議最初由Modicon公司開發出來，在1979年末該公司成為施耐德自動化部門的一部分，現在Modbus已經是工業領域全球最流行的協議。此協議支持傳統的RS-232、RS-422、RS-485和以太網設備。在我國，Modbus已經成為國家標準GB/T19582-2008。據不完全統計：截止到2007年，Modbus的節點安裝數量已經超過了1000萬個。
Intouch軟件是由美國wonderware公司開發的過程可視化組態軟件，其功能強大、易用性好，市場占有率高，結合其他的軟件，如IO Server和D/A Server，可以完成許多工業項目。
通過水廠泵站案例：一種基于Intouch和Modbus協議的監控系統，上位機采用安裝有Intouch軟件的工控機，下位機采用AB系列LOGIX5000的PLC系統，并通過MVI56-MCM通訊模塊，和現場儀表構架了完整的通訊鏈路，系統開發方便，擴展性和穩定性好。
2 Modbus協議概述
當在網絡上通信時，Modbus協議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發來的消息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成應答并使用Modbus協議發送給詢問方。標準的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。控制器能直接或經由Modem組網。
Modbus協議測試軟件：
Modbus協議測試軟件有很多，比較典型的有Modscan和Modsim，這兩款軟件聯合使用，可以使獲得完整的儀表通訊連接情況。其中Modscan軟件用于電腦模仿上位機環境和儀表進行連接，Modsim軟件用于電腦模擬儀表環境和PLC系統進行連接。
2.1 Modscan軟件及設置
Device Id為儀表設定的通訊地址，一條線路中，每個儀表地址必須指定（1-256之間）并且唯一；Address為讀取儀表的首地址，一般儀表讀取地址為40001開始，而軟件設置中，定義為00001開始；Length為連續讀取的位數；MODBUS Point Type選擇03 HOLDING REGISTER鎖定寄存器地址，接下來設置如下圖：
點擊Connection，下拉菜單，選擇Connect，出現如圖對話框。其中Connect Using下拉菜單，選擇電腦用哪個COM口和現場儀表通訊；Baud Rate選擇儀表波特率，通常有2400，4800，9600，19200這幾個選項；Word Length默認8位；Parity奇偶校驗，根據儀表，通常為NONE；Stop Bits停止位，通常為 1；RTS Control為請求允許發送，相當于一種握手協議，通過COM口測試時通常為ENABLE，高電平觸發，在和PLC直連中，默認DISABLE也可通訊。然后點擊OK按鈕，一切正常情況下，即可實現通訊，會有回碼顯示從00001開始，到指定Length長度下，讀取出儀表地址讀數。
2.2 Modsim軟件及設置
Modsim的界面和設置基本上和Modscan相同，所不同的是Modscan軟件用于電腦模仿上位機環境和儀表進行連接，Modsim軟件用于電腦模擬儀表環境和PLC系統進行連接，具體的設置就不再一一敘說了。
3 MVI56-MCM模塊的配置
3.1 硬件配置
MVI56-MCM模塊屬于基于AB公司LOGIX5000系列PLC的第三方通訊模塊，主要功能是可以支持LOGIX5000系列PLC讀寫基于標準MODBUS協議下的儀表通訊。通訊模塊MVI56-MCM是Modbus網絡和AB PLC之間的一個網關。處理器的數據傳送異步于Modbus網絡上的數據活動。模塊內部具有5000個字的寄存器，用于處理器和Modbus網絡之間的數據交換，MVI56-MCM模塊共有3個端口P1、P2、P3：
其中SETUP區域插口默認不用改，PRT2和PRT3分別對應P2端口和P3端口，該端口設置MVI56-MCM模塊以何種端口讀取現場儀表的MODBUS協議，第一排表示以RS-232端口讀取，第二排表示以RS-422端口讀取，第三排表示以RS485端口讀取，現在通常以RS232端口讀取。
前端P2，P3端口由該模塊專用轉接頭，接出一個9針接口的端口，該端口可以配置成232，422，485接口的任意一個。注意這三種接口的接線方式不一樣。
3.2 MCM模塊工作方式
MODBUS從站端口驅動，從ControlLogix處理器接收設置信息，用這些信息設置串口，并且定義從站節點特征。然后主站設備向模塊節點地址發送讀或寫的命令，端口驅動在接收前進行驗證。一旦命令被接收，數據立即傳輸到從模塊的內部數據庫；如果是讀命令，數據從數據庫中讀出并創建相應信息；如果是寫命令，數據直接寫入到數據庫中并創建相應信息。當處理過程結束后，模塊相應信息到主站。在狀態數據庫中計數器使梯形邏輯圖對從站的狀態進行判斷。
3.3軟件配置
MVI56-MCM模塊隨機附帶了一張光盤，上面會有樣例程序，分別對應LOGIX5000軟件不同版本，目前從13.0-21.0都有，以樣例程序為藍本編程將較為簡易，內部通訊均有程序，只需在Controller Tags里定義相應的參數，即可在LOGIX5000的PLC中讀寫儀表地址，不同版本的樣例程序，在Controller Tags的定義以及內部通訊程序上均有不同，因此樣例程序版本和PLC版本必須嚴格一致，以確保可以正常通訊。目前泵站管理所對儀表為只讀不寫。
1）以17.0版本樣例程序為例，在Monitor Tags模式下，點擊MCM，MCM.CONFIG.ModDef中，分別設置MCM.CONFIG.ModDef.WriteStartReg（寫儀表的首地址），MCM.CONFIG.ModDef.WriteRegCnt（寫儀表的連續位數），MCM.CONFIG.ModDef.ReadStartReg（讀儀表的首地址），MCM.CONFIG.ModDef.ReadRegCnt（讀儀表的連續位數），注意地址不能重復。
2）然后在MCM.CONFIG.Port1和MCM.CONFIG.Port2中分別設置兩個端口的參數，PORT1和PORT2分別對應于硬件的P2和P3端口。以下為需要設置的一些參數：
1）然后是MCM.CONFIG.Port1MasterCmd參數的設置，該參數下有100個數組，每個數組可以讀寫一次儀表數據段；
2）如果儀表設置和MCM設置均正確，且硬件連接均正常，通過MCM.DATA目錄下，相應的MCM.DATA.ReadData[X]就會有相應的儀表地址的讀取顯示，表明數據連接正常。然后數據就可以正常在LOGIX5000里編程，并通過INTOUCH對應相應的OPC SERVER讀取數據了。
4 應用實例
上海市自來水市南泵站管理所從2000年開始采用PLC系統，PLC系統采用AB公司的LOGIX5000系列，CPU采用L61系列，工控機的通訊采用ENBT以太網通信模塊，涉及到和現場的儀表通訊，大多數采用了MODBUS通訊，用了MVI56-MCM通訊模塊，該模塊的優點如前文所述有集成化的軟件，只要軟件參數做修改調整即可對現場儀表進行讀寫，操作很方便，涉及到的儀表通訊，包括變壓器溫度控制儀、高壓系統綜合保護器和LOGIX5000的PLC通訊，均通過這些方法得到了實現。其中綜合保護器讀取了電機繞組及軸承7個溫度、電壓、電流、功率、電量參數、電機電能參數等多個信號，通訊規約為 MODBUS協議下RTU半雙工方式，RS-485通訊接口頻率采用9.6kbps。
要注意的是，MVI56-MCM光盤自帶軟件，要結合LOGIX5000版本的不同，采用相應版本的樣本程序，這樣能保證和PLC的通訊正常。另外MVI56-MCM模塊的接口為232接口或485接口，如果通訊電纜有室外，最好室外部分通過光纖連接，室內通過光模轉換成為相應的232或485信號，這樣可以去除雷擊對信號線路的影響，甚至會導致MVI56-MCM模塊故障。
由于PLC系統的成功引入，基于MODBUS協議下儀表通訊連接的成熟穩定，水廠泵站的控制由離散的人工操作方式，逐步轉型為遠程集約化操作的模式，上海市自來水市南有限公司泵站管理所下屬十幾個泵站目前均實現了遠程集約化監控，絕大多數泵站實現了無人值守模式的運行，在極大程度提高了設備監控水平的同時，節約了可觀的人力成本，為企業的可持續發展打下良好基礎。
參考文獻
[1]任勝杰.電氣控制與PLC系統. 機械工業出版社， 2013.
[2]黃海燕.PLC現場工程師工作指南. 化學工業出版社，2012.
論文關鍵詞：智能開關柜,協議,上位機,控件
引言
我國智能發電和智能輸電網的建設與發達國家基本同步，但是智能配電網的建設則相對滯后。隨著國家低碳經濟、節能減排和新能源戰略的實施，智能配電網的建設必然受到越來越多的重視。現代計算機技術和通信技術的飛速發展，促進了智能配電系統的發展和完善，而開關柜的智能化就是智能配電網的重要基礎。
智能開關柜是在以模擬儀表、繼電器為監測、控制設備的普通開關柜基礎上，與新型的智能儀表(網絡電力儀表、智能配電監控/保護模塊、網絡I/0等)進行配合，通過其網絡通訊接口與中央控制室的計算機系統聯網，從而可以實現對各供配電回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、電度量等電參數以及斷路器的分合閘狀態、故障信息、開關柜的溫濕度信息進行監測，對斷路器的分合閘狀態和開關柜的溫濕度進行控制，并可以配合遠程監控軟件實現“四遙”。
本課題采用高性能AVR單片機設計的開關柜智能操控裝置提供RS485通訊接口，可進行串口通信。本文根據Modbus通訊協議的定義以及智能開關柜操控裝置采集信息的種類和特點，完整地設計了該類智能開關柜操控裝置與上位機通訊的Modbus-RTU通信協議，并采用VC++程序設計語言實現了該通訊協議。
1智能開關柜Modbus-RTU通訊協議設計
1.1Modbus-RTU通訊協議簡介
Modbus通訊協議是由Modicon公司開發且已是工業領域全球最流行的通訊協議。此協議支持傳統的RS-232、RS-422、RS-485和以太網設備。
Modbus協議規定了消息、數據的結構、命令和應答的方式。數據通訊采用Maser/Slave方式，Master端發出數據請求消息，Slave端接收到正確消息后就可以發送數據到Master端以響應請求。Master端也可以直接發消息修改Slave端的數據，實現雙向讀寫。
Modbus協議在一根通訊線上使用主從應答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸。首先，主計算機的信號尋址到一臺唯一的終端設備（開關柜），然后，終端設備發出的應答信號以相反的方向傳輸給主機。Modbus協議只允許在主機和終端設備之間通訊，而不允許獨立的終端設備之間的數據交換，這樣各終端設備不會在它們初始化時占據通訊線路，而僅限于響應到達本機的查詢信號。
Modbus通訊規約包括RTU協議和ASCII協議。RTU(RemoteTerminalUnit)通訊方式采用8位二進制數據傳輸命令或數據，數據校驗采用CRC循環冗余校驗，通訊速度較快；ASCII通訊方式采用7位二進制表示的ASCII碼進行通訊，數據校驗采用奇偶校驗或LRC邏輯冗余校驗，通訊速度較慢。在一個通訊系統中，只能選用一種通訊方式。
在RTU模式下，幀中的每個字節直接用于傳輸，這樣在同樣的波特率下，可比ASCII模式傳輸更多的數據。與絕大多數電力自動化儀表一致，本儀表采用Modbus-RTU通訊模式。
1.2字節格式
智能開關柜操控裝置Modbus-RTU通訊協議中的數據結構以及數據傳輸遵循以下規則：
編碼形式：二進制；
字節位：每個傳輸序列包含11位串行數據，其中1位起始位、8位數據位D0~D7、2位停止位；
發送方式：數據位傳輸時，先傳低位，后傳高位，如圖1所示。
圖1字節傳輸序列（RTU模式）
Fig.1Bytetransmissionsequence(RTUmode)
1.3數據幀格式
幀是傳送信息的基本單元，Modbus協議中主機與從機采用相同的幀格式。
RTU幀以至少4個字節的停頓時間開始，同樣以至少4個字節的停頓時間標志幀的結束。整個幀必須作為連續的流傳送，RTU數據幀格式如表1所示。
表1Modbus-RTU協議的幀格式
Tab.1FrameformatofModbus-RTUprotocol
幀開始 地址碼 功能碼 數據區 校驗碼 幀結束
4字節
停頓時間
1字節 1字節 N字節 2字節
關鍵詞： DeviceNet； ModBus； 嵌入式I/O模塊； LPC2129
中圖分類號： TN711?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）11?0134?05
0 引 言
DeviceNet是一種基于CAN總線技術的符合全球工業標準的開放型現場總線通信網絡，它用于控制，配置和數據采集等方面。CAN總線具有布線簡單、典型的總線型結構、穩定可靠、實時、抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線成本低等特點。由于具備了這些特點，DeviceNet總線被廣泛應用于工業自動化控制，它不僅可以接入更多，更復雜的設備，還可以為上層提供更多的信息和服務。在很多歐美國家，越來越多的系統方案設計采用DeviceNet來實現。
ModBus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言，是全球第一個真正用于工業現場的總線協議，由于該協議的產生，使控制器之間、控制器經由網絡和其他設備之間實現相互通信。ModBus協議現在已經成為一種通用的工業標準，應用該協議技術可以使不同廠商生產的控制設備連成一個工業網絡，進行集中監控管理。此協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構體，從而使用戶不需要關心它們使用哪種網絡進行通信。它描述了一個控制器請求訪問其他設備的過程，如何回應來自其他設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。
本文主要解決DeviceNet與ModBus之間的協議轉換問題。標準的ModBus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。控制器能直接或經由Modem組網。基于DeviceNet的嵌入式I/O模塊通過I/O口發送和接收數據，ModBus通過串口與嵌入式I/O模塊進行通信。通過此過程完成DeviceNet與ModBus之間的協議轉換問題。
1 嵌入式I/O模塊的設計與實現
DeviceNet是一種上層的應用層協議，其物理層和數據鏈路層采用CAN總線技術，ModBus協議只是用于數據鏈路層上的協議[1]。這兩種現場總線是異構的，因此要實現兩種協議之間的通信，必須要進行協議轉換。協議轉換的轉換過程是分層次進行的。首先把總線設備發送過來的設備逐層解包，得到需要的數據，然后再把數據按另一協議所需的方式打包，發送到相應的設備上。
DeviceNet與ModBus協議都采用主從通信模式，所以它們之間的通信只能是單向的，主站發送命令報文而從站被動接收命令報文。本設計中的嵌入式I/O模塊既是DeviceNet從站，又是ModBus的主站。通過該模塊可以實現DeviceNet主站的數據與ModBus從站的數據進行傳輸。
嵌入式I/O模塊的功能是把DeviceNet格式的報文轉換為ModBus的報文命令，再傳給底層的ModBus設備，設備在接收到ModBus命令之后，會向報文轉換模塊發送ModBus格式的響應報文，最后經協議轉換模塊將報文轉換為DeviceNet格式的報文傳輸給DeviceNet主站。本嵌入式I/O模塊既是DeviceNet的從站實現接收主站報文并做出響應的功能，同時又可以作為ModBus的主站向其他ModBus設備發送報文并接收響應報文。
本設計采用的處理器為LPC2129，硬件結構如圖1所示。它是NXP公司的32位工業級ARM7處理器，其內部集成了兩個CAN控制器，在一片處理器內首先將主站端的DeviceNet協議數據轉換成中間協議數據，之后轉換成ModBus可以識別的協議數據。
關鍵詞：Modbus總線;溫度采集;濕度采集;PLC;智能儀表;馬鈴薯貯藏
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）20-4969-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2014.20.054
Collecting Temperature and Humidity of Potato Storage Based on Modbus Bus
HU Bing，XIONG Xing-rong，YUAN Yong，SUN Tian-long，WANG Xiao-juan
（Xinjiang Institute of Engineering，Urumqi 830011，China）
Abstract： To meet the requirements of storage temperature and humidity of potato， a scheme based on Modbus bus in collecting temperature and humidity of potato storage was put forward. Using MCGS configuration as the system of PC monitoring， CPU224 S7-200 PLC as the control core， acquisition module for intelligent instrument with LM410 temperature and humidity， through the Modbus fieldbus protocol and remote collection system communication， the real-time and accurate collection of temperature and humidity of potato storehouse was realized. The results showed that the system was stable and reliable. The data was accurate and satisfied the requirements of practical application. It will provide reference for designing the system of collecting temperature and humidity of potato storage.
Key words： Modbus bus; temperature acquisition; humidity acquisition; PLC; intelligent instrument; potato storage
馬鈴薯是糧菜兼用的高產作物，具有很高的營養價值和藥用價值。對馬鈴薯種植、加工企業或個人而言，馬鈴薯貯藏技術相當重要。貯藏不當，則薯塊會因為蒸發、呼吸、發芽及貯藏期病蟲害等造成種薯營養成分的流失，更重要的是降低了馬鈴薯種植后對病蟲害的抵御能力，從而對馬鈴薯產量及質量產生極大的負面影響，而馬鈴薯的貯藏技術中，溫度和濕度是兩項重要的因素。國內外研究結果表明，馬鈴薯處在溫度為1～4 ℃，環境相對濕度在80%～90%時病菌不繁殖，塊莖不發芽且水分保持良好[1]。然而，目前對馬鈴薯貯藏庫溫濕度數據的讀取，主要以定時人工記錄的方式進行，存在實時性、準確性較差等問題，為了實時采集溫濕度數據，進一步提高溫濕度數據的準確性，采用實時可靠的數據采集方法非常重要。本研究設計了一種基于Modbus總線的溫濕度采集方法，借助于上位機的組態軟件，能夠實時顯示溫濕度的變化。
1 Modbus通信
Modbus是一種國際的、開放的現場總線標準。最早是美國Modicon公司為其PLC制定的資料交換通信接口標準，由于Modbus協議是公開的通信協議，被很多的PLC、變頻器及RTU生產廠家支持，是一種廣泛應用于工業現場的總線協議。根據傳輸網絡類型的不同分為串行鏈路上的Modbus和基于TCP/IP協議的Modbus，本研究為串行鏈路上的Modbus應用。
1.1 通信原理
串行鏈路上的Modbus是一個主-從協議，該協議位于OSI模型的第二層，采用請求-響應的方式，通信過程中遵循以下流程：①主站向從站發送請求;②從站分析并處理主站端請求并發送結果;③如果出現差錯，從站返回異常碼。
主站向從站設備發送的報文數據域中包括附加信息，從站使用這個信息執行功能碼定義的操作。如果在一個正確接收的Modbus應用數據單元中，不出現與請求Modbus功能相關的差錯，從站發送給主站的響應數據中包括請求數據;如果出現請求Modbus功能有關的差錯，那么域包括一個異常碼，從站應用能夠使用這個域確定下一個執行的操作。Modbus事物處理如圖1、圖2所示。
Modbus網絡上只能有一個主站存在，主站在網絡上沒有地址，從站的地址范圍為0～247，其中0為廣播地址，從站的實際地址范圍為1～247，在同一時間，只能將一個主站連接到總線，將一個或多個從站連接到相同的串行總線，Modbus通信只能由主站發起，從站沒有收到來自主站的請求時，不會發送數據，從站之間不能相互通信，Modbus串行鏈路系統在物理層可以使用不同的物理接口，最常用的是兩線制RS485接口[2]。
1.2 傳輸模式
Modbus協議有2種傳輸模式即：Modbus ASCII模式和Modbus RTU模式，當控制器設定為ASCII傳輸模式時，數據傳輸中1 byte（8 bits）拆分為兩個對應的ASCII字符，這種傳輸方式的優點是字符發送的時間間隔可到達1 s，保證了數據傳輸的高準確率，一般通信數據量少且主要是文本的通信采用這種傳輸方式，當控制器設定為RTU通信模式時，數據傳輸中1 byte（8 bits）代表2個十六進制字符（4 bits），這種傳輸方式的優點是在相同的傳輸速度下，可以傳輸更多的數據量，滿足更大的系統組網要求，本系統選用RTU的傳輸模式。
1.3 報文格式
當傳輸模式選擇為Modbus RTU模式時，報文格式如表1所示，一幀報文主要由地址域、功能碼域、數據域和CRC校驗組成，最大的Modbus/RTU 幀是256個字節。報文幀中幀間字符間隔和幀內字符間隔必須分別遵守大于等于3.5 個字符時間和小于等于1.5 個字符時間的規定，所以起始和結束標志均大于等于3.5個字符，作為發送報文的字流符規定必須是連續的，如果兩個字符之間的空閑間隔大于1.5個字符時間，認為該報文幀不完整，接收站需要將其丟棄;地址域為從站地址，其范圍為1～247;功能碼指示主站要執行的動作，緊隨其后的是請求或響應參數的數據域;差錯校驗域是對報文內容執行冗余校驗的計算結果，根據不同的傳輸方式使用不同的計算方法，RTU使用循環冗余校驗（CRC校驗）[3]。
2 應用系統組成
系統由link-max LM410溫濕度遠程采集模塊、西門子S7-200 CPU224PLC、研華工控機和MCGS組態軟件構成。系統結構圖如圖3所示。系統中上位機裝有MCGS組態軟件，PLC與上位機采用S7-200PPI通信，用PPI電纜將PLC的port1口與上位機連接，實時讀取并顯示S7200采集的溫度、濕度值，PLC與溫度采集模塊采用ModbusRTU通信，采用RS485電纜將PLC的port0口與溫濕度采集模塊的通信網絡連接，將現場溫濕度數據實時傳送到S7-200中。
3 應用系統實現
3.1 LM410 Modbus數據通信
LM410是一款工作于-40～85 ℃工業級溫濕度采集模塊，該模塊可通過隔離的485 通訊接口與Modbus現場總線連接，最多允許32個溫濕度采集模塊掛在同一總線上，但如采用中繼器，則可將多達256個溫濕度采集模塊連到同一網絡，且最大通信距離為1 200 m。采集溫度范圍為-40～+85 ℃，精度0.1 ℃;相對濕度范圍0%～100%，精度0.5%。模塊的標準Modbus輸入寄存器說明如表2所示。
3.2 S7-200 Modbus RTU編程
S7-200PLC由于具有結構緊湊、成本低、指令集功能強大等特點，使得其成為各種小型任務理想的解決方案，S7-200PLC支持PPI通信、MPI通信、自由口通信等多種通信方式，用戶完全可以使用Modbus通訊協議把S7-200和其他智能設備連接在一起。本研究以S7-200PLC為Modbus主站，智能儀表LM410為Modbus從站，讀取現場溫濕度數據。
3.2.1 Modbus Master 協議庫支持的功能 根據Modbus通信協議，Modbus協議庫支持數據的功能碼與地址對應的關系如表3所示[4]。S7-200PLC Modbus通信時，可以通過發送指令（XMT）、接收指令（RCV）結合接收中斷、發送中斷、定時中斷實現ModbusRTU通信，也可以通過S7-200PLC附帶的Modbus指令庫實現ModbusRTU通信，本研究采用后者的通信方式，在使用S7-200的指令庫時，Modbus數據地址與S7-200的I、O和數據存儲區地址間有特定的對應關系如表4所示。根據表4所對應關系，S7-200PLC采集LM410中溫濕度的數據時采用的地址溫度為30001，濕度為30002。
3.2.2 S7-200PLC Modbus程序實現 在S7-200PLC中，通過調用的Modbus指令庫實現Modbus與LM410通信，以S7-200為主站，使用STEP7-Micro/WIN V4.0 SP6的Modbus主站指令，讀寫LM410的輸入寄存器。
1）添加ModbusRTU主站指令庫。在初次使用S7-200的ModbusRTU指令庫時，需要添加ModbusRTU主站指令庫，添加成功后，會在STEP7-Micro/WIN V4.0 SP6的指令樹中的“庫”文件下顯示“Modbus Master Port0”和其中的MBUS_CTRL、MBUS_MSG，ModbusRTU指令的變量要求284個字節的V存儲區[5，6]，用STEP7-Micro/WIN V4.0 SP6的“文件”“庫存儲區”指定，默認情況下是從VB0開始，但因為與Modbus的保持寄存區沖突，所以手動改為VB2000。
2）調用Modbus RTU主站初始化和控制子程序。使用 SM0.0 調用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動其功能控制。調用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序如圖4所示。通信過程中指定Port0端口作為Modbus通信，此時該端口就不能再作PPI通信協議使用，所以，在MBUS_CTRL指令中的Mode一直置1（為0是PPI通信），通信波特率Baud設為9600，校驗方式根據需要設置奇校驗、偶校驗或無校驗，設置0表示無校驗，超時時間Timeout設為1 000 ms，Done為完成位，初始化完成，此位會自動置1，Error為初始化錯誤代碼[7]。
3）調用ModbusRTU主站讀寫子程序。ModbusRTU主站讀寫子程序為MBUS_MSG，用于啟動到Modbus從站請求、發送請求、等待響應和處理響應。調用ModbusRTU主站讀寫子程序如圖5所示。從圖5中可以看出，First為讀寫請求位，每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發，Slave為從站地址，根據實際溫濕度地址設置（地址不能重復）;RW為讀寫操作，Addr讀寫從站的數據地址，Count通訊的數據個數，應用中需要采集溫度、濕度數據，所以RW設置為0，Addr設置為30001，Count設置為2;DataPtr為數據指針，PLC將讀回的數據這個數據區中，所以讀會的溫度放到VW0、濕度放到VW2中，Done和Error同上。
3.3 MCGS組態監控實現
MCGS是一套用于快速構造和生成計算機監控系統的組態軟件，能夠在基于Microsoft運行，通過對現場數據的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，應用系統的上位機采用MCGS做監控界面，顯示PLC中采集的溫度、濕度數據，并提供實時報表、歷史報表數據。在用戶窗口完成溫度、濕度顯示界面和報表界面的制作，設置相應的屬性，在實時數據庫完成數據對象的定義，并連接相應的數據對象，部分數據對象如表5所示。在設備窗口添加“通用串口父設備”和“西門子-S7200PPI”，完成通信參數的設置，按表5完成數據對象與S7-200數據的連接，即可運行調試。
4 小結
應用系統采用S7-200為主站，LM410溫濕度遠程采集模塊為從站，通過Modbus通信的方式實現了馬鈴薯貯藏庫溫濕度數據的采集，經過試驗驗證，系統可以正常運行，能夠在上位機的監控畫面中實時、準確地顯示各個設備的運行狀態和參數，達到了現場無人值守的目的，具有結構簡單、成本低的優點。
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摘 要：以歐陸2604儀表為例，與西門子S7-300進行通訊研究，詳細說明通過Modbus-B-Profibus協議轉換橋實現具備Modbus通訊協議的智能儀表與西門子S7-300進行通訊的方法。
關鍵詞：智能儀表;Modbus -Profibus轉換;s7-300;通訊
0 引言
隨著自動化技術的不斷發展，智能儀表以其控制精度高、模塊化、易維護等優點早已被廣泛應用在自動化控制系統中。而因其針對性強、結構簡單、靈活性差等缺點，往往不能獨立完成一整套設備的控制任務。這樣，就需要用智能儀表與可編程控制器（以下簡稱PLC）來共同完成一套系統的控制任務。如果采用西門子CP340做Modbus通訊，系統成本則會大大提升，并且速度上也受到限制。而本身具備Profibus-DP通訊模塊的儀表同樣造價較高，并且每一塊儀表均需要配置Profibus-DP通訊模塊。本文就以歐陸2604儀表為例，詳細說明以Modbus-B-Profibus協議轉換橋為中介，將歐陸2604儀表掛在S7-300的profibus-DP網絡中，實現交互通訊的方法。
1 系統組成
（1）系統硬件組成。本系統所需硬件包括PLC模塊、Profibus通訊模塊、智能儀表和Modbus-B-Profibus轉換橋。1）PLC模塊。本系統采用S7-300系列的CPU313C（313-5BG04-0AB0）。該型PLC是一款緊湊型PLC，其特點是集成數字量和模擬量輸入/輸出，可實現過程的直接連接，而且性價比較高，非常適合系統試驗及研究;2）Profibus模塊。由于CPU313C只有一個MPI接口用于編程及上位機通訊，所以本系統采用CP342-5（342-5DA03-0XE0）做為Profibus主站來組建Profibus網絡;3）智能儀表。本系統智能采用英國歐陸公司的2604型可編程回路調節器，內嵌Modbus-RTU通訊模塊;4）Modbus-B-Profibus轉換橋。將具有Modbus通訊協議的設備連接在Profibus總線上，使該設備成為Profibus總線上的一個從站。
（2）應用軟件。1）SIMATIC STEP 7。本系統采用Simatic Step 7 V5.5 SP1，用做在系統硬件的組態、數據的轉發以及系統邏輯控制程序的編寫;2）iTOOLS。iTools V9.00是由Eurotherm公司推出的工具軟件，可以針對歐陸溫控器、調功器等產品進行在線監督編程、模擬運行、克隆配置等操作。本系統試驗中應用該軟件查看歐陸2604溫度調節儀相關參數的Modbus地址，更改設備地址等操作;3）Modsan32。Modscan32是一款運行在windows下，作為在RTU或ASKII傳輸模式下的MODBUS協議主設備的應用程序。可以用計算機通過串口或網絡對MODBUS從站設備的數據點進行讀寫。
（3）網絡組成。該系統CPU313C與計算機通過CP5611進行MPI通訊，該通訊用來上傳、下載程序以及監控數據或以后用來與上位機組態通訊。
為了組建Profibus網絡，系統采用CP342-5模塊與Modbus-B-Profibus轉換橋組建Profibus通訊。而Modbus-B-Profibus轉換橋又與歐陸2604儀表組成Modbus網絡。
2 測試步驟
2.1 用iTools軟件測試2604儀表的主要參數地址及數據
將2604儀表通過RS485-RS232轉換器接入計算機串口，通過iTOOLS軟件得到2604儀表的主要參數，如圖1所示。
2.2 用MODSCAN軟件測試2604儀表主要參數的MODBUS地址
將2604儀表通過RS485-RS232轉換器接入計算機串口，可通過Modscan軟件得到2604儀表的主要參數。軟件的通訊參數即波特率、字長、校驗、停止位等需與參與通訊的儀表保持一致，本系統設置參數如表1所示。
設置完畢后，從地址0001開始連續讀取6個保持寄存器的數據，可得到數據及其Modbus RTU地址，如圖2所示。
結合圖1可得如表1所示數據。
2.3 Step7硬件組態及編程
在Step7的硬件組態中，將CP342-5和Modbus-B-Profibus協議轉換模塊組態到一個Profibus網絡中。并對數據的接收和發送編寫如圖3所示程序。
經試驗，最終監視到2604儀表中的數據可以正常傳送到已有數據塊中，當我們需要在程序中應用到或需要改寫儀表中的某一數據時，可以用MOVE指令直接對發送、接收數據塊做讀取與修改。
3 總結
本文主要以歐陸2604儀表為例，介紹一種將Modbus協議的儀表與西門子S7-300CPU通訊的方法，用該方法的應用可以結合Modbus通訊和Profibus通訊的優點，更可以降低儀表等設備備件的費用，經測試該方法在爐窯系統中應用穩定。
參考文獻：
關鍵詞：Modbus協議 現場總線 測試平臺 流量監控
中圖分類號： TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）01-0000-00
Abstract：With the rapid development of machinery， chemicals， textiles and other industries and the continuous expansion of production scale， people’s centralized monitoring requirements of the production process， now， has become more and more urgent， the fieldbus technology came into being. This paper selected liquid flow measurement as an object， designed the liquid flow test platform based on Modbus protocol and achieved upper and lower computer communications protocol by writing PC Modbus protocol procedures. The 請鍵入文字或網站地址，或者上傳文檔。Cèshì píngtái kěyǐ kuàisù， shíshí dì cǎijí liúliàng xìnxī bìng néng zhǔnquè， shíshí dì chuánshū shùjù， bìng tígōng yǒuhǎo de yònghù jièmiàn源語言： 中文test platform can quickly gather real-time traffic information and accurate， real-time transmission of data. It also provides a friendly user interface and good value for the actual industrial production， as well as a certain reference for the development of similar products.
Key words： Modbus protocol； fieldbus； test platform； flow monitoring
1 引言
在如今現代化測控領域， 被控對象、測控裝置等物理設備的地域分散性現狀、監控與控制等任務的實時性要求，以及不同設備之間信息交互頻繁等特點越發突出，極易造成大量的“信息孤島”現象。而基于現場總線的測控平臺可以讓上級管理網與子站交互數據，以實現全局的監控和優化。使采用不同開發平臺、不同通訊協議組成的異構系統可以實現信息交互，避免信息孤島的出現。Modbus協議作為現場總線的一種，以其開發成本低，簡單易用等諸多優點己被工業領域廣泛接受。本文基于Modbus協議的液體流量測試平臺的設計，可以快速、實時地采集流量信息并能準確、實時地傳輸數據，并提供友好的用戶界面，方便用戶監控，實現了數據監測，數據傳輸和數據處理保存，對實際的工業化生產提供了很好的參考價值，對同類產品的開發也有一定的借鑒意義。
2 整體設計方案
系統平臺由單片機測試終端和上位機兩部分組成， 通過RS232通訊電路實現節點和PC的Modbus通訊以達到數據交互。單片機測試終端作為平臺從機子站部分，采用渦輪流量計的原理進行流量的監控，通過采集頻率量實現液體流量數據獲取和控制功能。以PC機作為上位機主站，主站和子站之間通過串行傳輸網絡總線進行連接和通信，實現控制命令的發送和采集數據的顯示存儲功能，可充當數據庫服務器。
考慮到可靠性、實時性和性價比等要求， 選用STC89C52單片機， 該單片機采用流水線架構， 片內資源豐富，通過輸入接口采樣頻率，能夠很好地滿足設計要求。上位機在VS2010集成環境下采用C#語言編寫程序，將編輯好的Modbus 協議程序載入51 單片機，并通過RS-232 串口連接單片機終端，既而接收終端數據，發送控制命令，遠程配置單片機程序中相關參數， 建立數據庫存儲監控終端上傳的流量數據并繪出流量變化曲線，在現場流量超過設定的上下限時，蜂鳴器進行報警，警示燈會亮。
3 硬件實現
3.1 最小應用系統設計
單片機通過測量渦輪流量計輸出的頻率信號實現數據采集，單片機不能單獨直接使用，需要添加外圍器件以構成最小系統。單片機最小系統，或者稱為最小應用系統，是指用最少的元件組成單片機可以工作的系統。對51系列單片機來說，最小系統一般應該包括： 晶振電路、復位電路、下載口電路和單片機，進而通過編寫程序實現單片機的功能。在此最小系統中，在單片機外圍，選擇11.0592M的晶振，P0口接上拉電阻，有復位按鈕和上電裝置，電路通過USB轉串口232進行程序燒寫。如圖1所示。
3.2 通訊電路設計為實現現場組網和方便上位機完成現場數據采集和各種控制任務，該設計提供了兩種通信接口：RS485接口和RS232接口。RS232主要用來實現一對一的通信方式，即流量測控節點和上位機的通訊，而RS485則可用來完成節點組網通信。RS232通訊電路是以具體RS232C標準協議規定的通信，它規定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。采用RS232接口實現串口通信時，由于PC機上的串口是具有RS232C電平的接口，而單片機上的串口是TTL電平的，因此需要采用MAX232電平轉換芯片將PC端和單片機端的電平均轉換為RS232電平，以實現串行數據傳輸。
本測試平臺需要實現上位機（即電腦）和下位機（即51單片機）的點對點通信，所以使用RS232接口，完全可以滿足設計要求，通訊電路如圖2所示。
4 軟件設計
4.1 Modbus協議基礎
Modbus是由Modicon在1979年發明的，是全球第一個真正用于工業現場的總線協議。此協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。Modbus通信過程就是一個查詢和回應的過程，其中查詢消息中的功能代碼表示被選中的從設備要執行何種功能。如果有錯誤發生，功能代碼將被修改來指出回應消息是錯誤的，同時數據段包含了描述此錯誤信息的代碼，錯誤校驗是主設備確認消息傳輸的正誤。當在實際的Modbus網絡上通信中，控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發來的消息后，再決定要產生何種行動。平臺控制器通信使用主-從技術，主設備（上位機）能初始化查詢，其他從設備根據主設備查詢提供的數據作出相應反應。本測試平臺中上位機地址為00，51單片機地址為01。主從查詢回應如圖3所示。
4.2 傳輸方式
控制器可使用 AsciI 或RTU 兩種傳輸模式。RTU 模式與ASCII 模式相比，在同樣的波特率下，比ASCII 方式傳送更多的數據。ASCII模式通信時，在消息中每個字節對應的由兩位16進制表示的數都會以ASCII字符值發送，采用LRC（縱向冗長檢測）進行檢測。這種方式的主要優點是字符發送的時間間隔可達到1秒而不容易產生錯誤。此次的設計數據量不多，因而選擇了ASCII模式。如圖4所示。
4.3 Modbus協議程序設計
Modbus協議程序完成消息幀的解析和信息，實現MODBUS協議規定的寄存器的讀、寫，實現在通訊過程中錯誤校驗功能。根據MODBUS協議：必須主機發送查詢請求，從機才會返回數據。所以從機通訊是以接收中斷開始，首先判斷接收的是什么功能碼，知道是從寄存器讀出數據還是向寄存器寫數據，然后再對數據進行相應處理，傳送給相應的寄存器進行操作。
根據MODBUS功能碼和功能對應表，本MODBUS協議軟件設計了的功能碼03和15具有代表性的兩項功能，功能碼0x03，代碼功能讀保持寄存器，功能代碼0x15，代碼功能為寫多個寄存器。設備響應如果成功，把計算機發送的命令原樣返回，否則不響應。當有錯誤發生時，功能代碼將被修改，用以指出回應的消息是錯誤的，回功能代碼+80H，同時數據段包含了描述此錯誤信息代碼，0x01表明從機能識別主機請求，0x02表示請求幀中的從機地址不存在，0x03表示主機的請求不允許，0x04表示從機不能完成請求。
對于功能代碼0x03，在一個節點中，使用該功能碼讀取保持寄存器連續塊的內容。請求PDU說明了要讀寄存器的起始地址和寄存器數量。響應報文中的每個寄存器的數據有兩字節，在每個字節中直接地調整二進制內容。對于每個寄存器，第一個字節包括高位比特，并且第二個字節包括低位比特。讀寄存器的值時，根據接收到的命令，從起始地址去讀要讀數目的寄存器數目，然后發回！
比如，主機發送：0103 0000 0005 F7（十六進制為3a 30 31 30 33 30 30 30 30 30 30 30 35 46 37 0d 0a），表示請求讀起始地址為0的5個寄存器的值。01表示從機地址，03表示功能碼，0000表示寄存器起始地址，0005表示要讀取的寄存器數目，F7是LRC校驗碼。當從機接收到此報文并正常響應時，會回發：0103 0A 0000 0000 0000 0000 0000 F2。01，03意義同上，0A表示數據區字節數，接下來為數據區，表示寄存器的實際數據，這里開始都默認為0。F2為LRC校驗碼。
功能代碼0x15原理一樣。Modbus協議功能實現程序的流程圖如圖5所示：
4.4總體軟件實現
除Modbus協議程序設計外，單片機整體軟件的設計還需要：主機和從機之間要有串口通訊功能，單片機要監測外部中斷處的頻率變化，測得準確頻率值；最后，通過液晶顯示出來，并且編寫上位機程序，實現定時發送接收，使測得的頻率在圖形界面上實時顯示出來。單片機主函數程序流程圖如圖6所示。
C#是一種強大的、面向對象的程序開發語言，是Microsoft專門用于.NET 平臺的編程語言，它可以快速地編寫各種基于Microsoft .NET平臺的應用程序。上位機的程序設計是在Visual Studio 2010集成開發環境中使用C#語言進行編寫，實現上下位機的Modbus協議通信。整個上位機程序，由串口配置，寄存器配置，數據庫，自動發送接收和圖形顯示模塊組成。
凸顯界面如下圖7所示。
液晶顯示單片機接受的頻率值，上位機接受由單片機發送的頻率數字值。頻率量程范圍為200-2000HZ，報警上限為1800HZ，報警下限為400HZ，當超過1800HZ或者低于400HZ時，報警信號燈都會亮，并發出報警聲。
5 結語
Modbus協議具有開放性、用戶范圍廣、易實現、擴展性好及可靠性強等優點。由于此協議的通用性和使用的普遍性，具有此通信協議的設備能夠與其它的自動化測控系統進行可靠的連接和組網。本文測試平臺的實現對實際的工業化生產提供了很好的參考價值，對同類產品的開發也有一定的借鑒意義。 本文由wWw.DYlw.net提供，第一論 文 網專業和以及服務，歡迎光臨dYLW.nET
參考文獻
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一拖(洛陽)福萊格車身有限公司AG一400型數控等離子／火焰切割機(上海金鳳焊割機械制造有限公司生產)，軌距4m，軌長12m，采用上海九天數控系統，整機配備1個等離子割炬和2個氧氣乙炔火焰割炬，配套等離子電源為海寶PowerMax1650，配套除塵系統為凱天環保科技股份有限公司生產的KTJZ一6．OKD集中式凈化器，處理風量6000m3／h，配套切割平臺為單側下抽風風門式工作平臺，規格為2．5m~8m。該機切割平臺內有12個抽煙風門，上橫梁帶著等離子割炬移動到某一位置通過除塵感應系統控制打開對應位置的抽煙風門，除塵主機通過切割平臺內部抽煙風道完成等離子切割煙塵抽除。除塵感應系統由感應架、感應開關組成。控制抽煙風門打開的感應開關安裝在切割平臺側面防護罩上。
由于總長度為8m的切割平臺側面防護罩由4塊2m長小防護罩拼接而成，無法保證防護罩側面高度一致性，且感應開關安裝在切割平臺側面防護罩上造成感應架懸臂太長，剛性和精度很差，移動過程中經常發生變形，同時感應開關作用距離很小只有5mm，導致感應開關經常碰壞，抽煙風門無法打開，除塵系統頻繁發生故障。通過現場觀察研究，發現等離子行走軌道下面的沉梁加工精度較高，將感應開關安裝到沉梁上，既能保證感應開關伸出長度一致，又能縮短感應架長度，保證感應架有較高的剛度。
改進前后感應開關安裝位置如圖1所示。具體實施如下：
(1)用角鋼制作12個感應開關座，并將感應開關座焊接到等離子沉梁上。
(2)將感應開關移至焊好的感應開關座上，用卡尺測量感應開關到沉梁邊的距離，保證感應開關伸出沉梁的長度一致。
(3)將角鋼焊接感應架改為折彎鋼板感應架，保證感應架有足夠剛性，移動時不變形。
(4)重新架設感應開關電氣線路。采取上述措施后，經車間使用表明，除塵感應系統抽煙風門打開靈敏、穩定、可靠，除塵系統工作正常，故障率大大降低，杜絕了感應開關被碰壞現象，效果良好。用BTD指令轉換高低字，再利用COP指令將DINT型數據轉換為所需的REAL型，最后得到所需的真實值。
3．s7—200PLC從站通信程序設計S7—200PLC中預置了Modbus協議，STEP7-Micro／WIN指令庫包含為Modbus通信預先配置的子程序和中斷例行程序，使Modbus主、從設備通信更加便捷。Modbus從站協議指令可配置s7—200PLC，將其用作ModbusRTU從站，與Modbus主設備通信，Modbus從站協議庫僅支持端口0通信。S7—200PLCModbusRTU從站協議是通過調用指令庫中MBUS_INIT和MBUS—SLAVE[呦能塊實現的，前者用于啟用和初始化或禁止Modbus通信，后者用于為Modbus主設備發出的查詢服務，并且必須在每次掃描時執行，以便允許該指令檢查和響應Modbus主設備查詢。
在S7—200PLC與Rockwel1769一L35EPLC通信之前，需根據主站的通信參數進行初始化設置，MBUS—INIT功能塊通信格式設置為Mode=l，Modbus協議；Baud(波特率)=9600；Addr(從站地址)=5；Parity=0，無校驗(圖5)。其中，MaxIQ參數將供Modbus地址Oxxxx和1xxxx使用的I和Q點數設為0-128之間的數值。數值0禁止所有向輸入和輸出的讀取。程序中使用的MaxIQ數值是128，該數值可在s7—200中存取所有的I和Q點。MaxAI參數將供Modbus地址3xxxx使用。
關鍵詞 MODBUS；PROFIBUS；PLC；工業通信；通訊協議；
中圖分類號TN91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）93-0153-02
0 引言
MODBUS是一種標準、開放的協議，Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂，可以支持多種電氣接口，具有MODBUS接口的電子儀器可以很方便的進行組態，在同一個網絡中要求各終端設備波特率，校驗方式一致，地址唯一。MODBUS在國內工業通訊領域用途甚廣。
PROFIBUS，是一種國際化.開放式.不依賴于設備生產商的現場總線標準。Profibus的傳輸速率為9.6K～12Mbps，最大傳輸距離在9.6K～187.5Kbps時為1000m，500Kbps時為400m，1500Kbps時為200m，3000K～12000Kbps時為100m，可用中繼器延長至10km。其傳輸介質可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個站點。PROFIBUS可實現數字和模擬輸入/輸出模塊、智能信號裝置和過程調節裝、PLC、PC機之間的數據傳輸，可把I/O通道分散到現場設備附近，可減少系統工程費用，裝配費用，硬件成本調試成本，被廣泛應用于電力輸送，過程自動化，樓宇自動化，制造業自動化等領域。PROFIBUS系統的安全、可靠性好，故障停機時間少，系統維護、設備更換和系統擴充方便，用戶對系統配置、設備選型有較大的自。
在實際工程應用中，電氣工程師在一個項目里往往會遇到不同廠家，不同功能的控制設備，那么如何經濟地，可靠地把不同廠家，不同功能的控制設備集成到一個通訊網絡中，并且要求安裝方便，編程簡單，那就成為一個至關重要的技術問題！
1 本通訊系統的硬件設備
1）SCADA數據采集與監視控制系統，此裝置安裝在變電所
2）意大利MS公司的直流繼電保護裝置：U-MLE-Ts，此裝置安裝在饋線柜，可為地鐵直流牽引配電系統提供以下功能
（1）饋線段直流供電保護，例如熱過負荷，一段過流，二段過流，電流增量，電流上升率，欠壓保護等；
（2）邏輯控制；
（3） 故障記錄；
（4） MODBUS RTU通信。
3）德國西門子公司的S7-300 PLC： CPU 313C-2 DP ， 此裝置安裝在進線柜和負極柜
（1）進線柜的S7-300 PLC可為地鐵直流牽引配電系統提供以下功能
①進線段直流供電保護，例如過流，反流保護等；
②故障記錄；
③邏輯控制；
④PROFIBUS通信。
（2）負極柜的S7-300 PLC可為地鐵直流牽引配電系統提供以下功能
①框架保護；
② 邏輯控制；
③PROFIBUS通信。
4）德國西門子公司的S7-200 PLC： CPU 226 CN此裝置安裝在鋼軌電位限制柜，可為地鐵直流牽引配電系統提供以下功能
（1） 軌道電壓限制保護；
（2）邏輯控制；
（3）MODBUS RTU通信。
2 通信網絡的集成的關鍵技術問題分析：
SCADA數據采集與監視控制系統、意大利MS公司的直流繼電保護裝置：U-MLE-Ts、西門子S7-200 PLC：CPU 226 CN均支持MODBUS RTU通信，在不增加硬件成本的前提下，這三種裝置設備可構成一個MODBUS RTU通信系統，但西門子S7-300 PLC： CPU 313C-2 DP本體不支持MODBUS RTU通信，如果要集成到此MODBUS RTU通信系統的話，則需要每臺S7-300 PLC： CPU 313C-2 DP增加一個串行通訊模塊CP 341（如右圖），如果按常規的做法，一個變電所的直流牽引配電系統中就要增加3個CP 341模塊，但此模塊價格昂貴，因此我們最終確定只在202進線柜的S7-300 PLC的底板擴展總線增加1個CP 341模塊，以此為三臺本體不支持MODBUS RTU通信的S7-300 PLC集成到MODBUS RTU通信系統中去。
具體實現方法是：系統網絡分兩層。
第一層是PROFIBUS網絡： 201進線柜和負極柜做PROFIBUS從站，202進線柜做PROFIBUS主站，PROFIBUS網絡1主站2從站。
第二層是MODUBUS RTU網絡： 安裝在202進線柜的PLC通訊模塊CP341 做MODBUS 網絡的從站，SCADA系統 做MODBUS 網絡主站 ，MODUBUS RTU網絡1主站7從站。在PROFIBUS 網絡中，202進線柜PROFIBUS主站收集201進線柜PROFIBUS從站和負極柜PROFIBUS從站的信息，并把信息映射在202進線柜S7-300 PLC的保持存儲區中，然后通過編程使插在202進線柜S7-300PLC 底板擴展總線的CP341通訊模塊訪問PLC保持存儲區， 同時SCADA也可以通過CP341通訊模塊發信息到202進線柜PROFIBUS主站，然后主站再通過PROFIBUS的映射功能發給各從站，202進線柜PROFIBUS主站起傳輸樞紐的作用。
在MODUBUS RTU 網絡中 SCADA與CP341通訊模塊交換信息，根據MODBUS存儲區與PLC存儲器的對應關系，在PLC內部相應編程對應的存儲器，即能間接與SCADA通訊。
1）202進線柜S7-300 PLC雙層網絡編程方法如下：
以上PROFIBUS編程對應的PLC映射存儲區地址：
2）鋼軌電位限制柜S7-200 PLCMODBUS RTU編程方法如下：
3）直流繼電保護裝置 U-MLE-Ts MODBUS RTU編程方法如下：
3 MODBUS RTU通訊的驗證
可使用Modbus協議測試軟件，根據MODBUS RTU協議，數據幀結構為
8Bit地址 8Bit功能碼 nX8Bit數據 16BitCRC校驗碼
當數據幀到達被尋址的終端設備時，網絡中唯一從站地址的終端根據功能碼，作出相應的應答，就好像兩人交談一樣一問一答，兩者的語言就是通訊協議，兩者談話內容就是特定格式的報文，提問就是MODBUS功能碼，如下圖的實驗數據
參考文獻
關鍵詞：PLC 張力傳感器 無線數傳模塊 MODBUS
中圖分類號：TD53 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）03-0050-02
1 引言
目前，隨著煤礦生產規模的逐漸擴大，煤礦對于大型設備的安全性能和自動化程度也越來越重視，礦井提升機擔負著提人和提物的重要任務，其安全更是煤礦生產中較為重要的環節。目前提升機箕斗的裝載超限是較為典型的事故隱患之一，它降低了鋼絲繩的安全系數，威脅了制動安全，有必要采取措施對其監測。針對以往方法的不足，本系統是采用基于無線通訊控制的提升機過載監測系統，采用PLC做為控制，通過張力傳感器進行測量，由無線數傳模塊進行傳輸，具有高效率與高精度得來實時監測提升機載重的變化。
2 工作原理
2.1 系統原理組成
基于無線通訊控制的提升機過載監測系統，該系統通過PLC監測張力傳感器變換的電流，通過線性擬合的方法判斷箕斗的重量，對載重進行實時監測，最終通過MODBUS協議實現快速、高精度、實時監測對載重進行實時控制，實現提升機連續穩定的工作。其系統控制原理圖如圖1所示。
2.2 工作過程
將傳感器放置在纜繩上面，提升機工作時纜繩由于負重會對傳感器產生張力，這樣傳感器會產生電流，將張力傳感器測出的電流送到采集裝置里在通過協議實現無線通訊，將現場的數據采集出來經過D/A轉換轉變成數字信號，在由主站接收設備的D/A轉換經有線與PLC連接，根據傳感器中電流與拉力的對應關系在液晶顯示器中顯示出來。因此，在硬件組裝好的情況下利用編寫軟件，以及顯示器顯示內容的編寫，設置采集裝置的通道口地址，利用協議將從端口地址里取出數據放到PLC的存儲器中，然后編寫顯示時，利用公式的對應關系將顯示存儲器里的內容，根據顯示的載重來調節裝載的量。
3 系統硬件設計
3.1 提升張力檢測主電路
控制系統的硬件主要由PLC、顯示屏和張力傳感器等組成。本張力傳感器使用旁壓式原理實現對鋼絲繩的張力的測量。張力傳感器能將力轉變成易控制、易采集的4-20mA電流，電流與拉力又有成線性關系的對應。在勻速運動情況下拉力又等于重力所以能準確地反映出載重的關系。恒流源電路圖如圖2所示
3.2 無線數據采集與發送裝置
采用無線數傳模塊可根據礦井環境選擇不同的發射功率來進行遠距離傳輸。該控制以PLC為中心與無線模塊進行雙向通訊，利用輪詢查詢方式，利用先編好的軟件來進行取數據，用顯示器對所測的載重進行增減，達到實時監測。圖3為無線接收模塊的電路圖。
4 系統軟件設計
系統軟件主要實現的是PLC與無線數傳模塊之間的通訊及PLC與顯示器之間的連接。其數據傳輸是利用MODBUS協議進行的。采用MODBUS協議的設備，通過查詢命令查詢數據。查詢命令必需通過無線方式查詢。主站設備或路由設備都可發命令查詢MODBUS協議設備，但MODBUS協議設備反饋數據時只發給主站設備。例如設備地址為12345678，MODBUS協議設備地址為78。起始寄存器地址都從00 00開始，與設備的硬件端口對應，如第一路硬件采集端口對應寄存器地址00 00，第二路硬件采集端口對應寄存器地址00 01，以此類推。根據協議從無線采集模塊通道口數據發送到無線接收模塊，傳到PLC中，然后PLC通過協議將數據分配，最終顯示在顯示器上進行實時觀察。
5 實驗數據結果與分析
利用串口調試軟件發送數據01 04 0000 0004 來求出無線采集裝置通道1、2、3、4的十六進制數字量，然后用恒流源去標定，利用公式轉換為（高字節*256+低字節）/100 然后多取幾組數據如表1：
利用最小二乘法進行線性擬合，
設，其中x為電流模擬量，y為載重。
推出：b=-4.77
K=1.25
所以載重與電流的關系為Y=1.25X-4.77
6 結語
該系統通過PLC控制，并借助顯示屏來設定相關參數和顯示PLC中的實時數據，提高了系統的可操作性。系統中采用無線數傳模塊代替有線來進行傳輸降低了損耗，提高了精確度。目前，該過載監測裝置已在淮北礦業集團使用，系統正常工作運行，能安全可靠的實時監測箕斗的載重。
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