王华强，龙　灏

(合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥　230009)

0　引言

在配料控制系统中，反应釜及原料罐的液位是控制系统开泵、开阀的重要依据之一。液位智能仪表大多数都是直接安装在现场，在监控室获得每个测量点的液位十分困难。实现液位温度等模拟信号的监控主要有以下几种途径：

(1)智能仪表4～20 mA标准信号经过安全栅，直接送入PLC，该方法需使用相应的AI、AO模块，但该方法硬件复杂、接线繁琐且造价昂贵，未充分利用智能仪表的通讯功能。

(2)智能仪表直接和上位机通讯，利用VC等程序编写通讯软件，未使用相应的控制器，通用性差，功能单一。

(3)基于CP341的ModBus通讯，西门子公司推荐使用ModBus slave模式，但购买相关驱动的价格昂贵[1]。

故在保证通讯稳定与功能实现的前提下，提出了基于CP341的ASCII通讯方式，并利用WinCC实现了液位的监控与归档。

1　项目背景与系统结构

反应釜配料控制系统共有10种物料与6种溶剂，依据配方，物料与物料、物料与溶剂按照配方经由各自管道下入釜中，经搅拌电机搅拌，经过一系列可控的化学反应之后形成所需的合成革材料。限于篇幅，只介绍液位监控系统的设计。

液位监控系统采用S7-300 PLC，CPU314，机架上有PS模块、CP343-1以太网通讯模块、CP341串行通讯处理模块，及I/O模块。支持MODBUS-RTU协议的16个超声波液位计通过CP341与PLC-300通讯。S7-300通过CP343-1，经由交换机与5台上位机IPC通讯，上位机的监控由WinCC实现。系统结构图如图1所示。

图1　系统结构图

2　ModBus通讯实现

2．1ModBus通信与通讯帧定义

ModBus定义了2种串行传输模式：RTU模式和ASCII模式，各互联的ModBus设备只有处于同一通讯模式下才能进行相互操作。……