张立平，王超

(天津赛象科技股份有限公司，天津 300384)

智能温控表与工业以太网的通讯

Communications for the intelligent temperaturing meter and industrial ethernet

张立平，王超

(天津赛象科技股份有限公司，天津 300384)

温度仪表是众多仪表中的一个分支，常见的温度仪表有温度计，温度记录仪，温度送变器等。本文讲述的是ERO温控表通过Prosoft 485模块与ControlLogix控制系统的Modbus通讯，并经由ControlLogix控制系统的以太网模块得以实现与工业以太网的通讯。

智能温控仪表；RS-485；Modbus通讯；ControlLogix控制器

在我们的主要产品六角形子午线工程轮胎钢丝圈挤出缠卷生产线中存在挤出机部套，该部套主要是将橡胶在特定温度下挤出胶条覆着在钢丝上再缠绕成特定形状的钢丝圈。胶条的温度控制主要是通过ERO温控表和温度压力传感器形成闭环控制来实现的。ERO温控表是一款智能温控仪表，以前我们都是通过其自身的面板进行组态和参数设置，当温控表数量较多时，对每一块进行相同的参数设置，工作量较大和繁琐。现在应购买厂家需求，需要将温控表联网到上位机，一方面可以极大地提高了设参效率，另一方面还可以通过网络实时地采集和记录所有温控信息。

我们在原有的设备基础上增加了一个Prosoft 485模块（型号为：MVI56-MCM）通过一系列的设置从而实现了ERO温控表的联网。在详细描述所有设置之前我先阐述一下几个相关的基本概念从而方便大家理解智能温控表是如何与传统网络通讯的。相关的基本概念包含如下：

（1）智能温控仪表有RS485联网通讯接口。我们把工业网络归结为三类：RS485网络、HART网络和现场总线网络。RS485/MODBUS是现在流行的一种布网方式，其特点是实施简单方便 ，而且现在支持RS485的仪表又特多，在低端市场RS485/MODBUS还将是最主要的组网方式。

（2）RS485采用差分信号负逻辑，-2～-6 V表示“0”，2～6 V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个节点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。

（3）我们的设备使用的是罗克韦尔自动化的ControlLogix控制系统，其对应的上位机编程软件为RSLogix5000编程软件。ControlLogix控制系统可以通过Modbus网络设备与第三方产品通讯。

（4）Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC、DCS、智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。我们设备中使用的Modbus网络设备为Prosoft 485模块（型号为：MVI56-MCM）。

（5）MVI56-MCM是一款 Modbus 主站/从站通信模块，罗克韦尔自动化® ControlLogix® 处理器可以轻松连接采用 RTU/ASCII 串行通信协议的设备。MVI56-MCM作为 ControlLogix 背板上的输入/输出模块，使得 Modbus 数据对于处理器来说就像是 I/O数据。

（6）ControlLogix控 制 系 统 通 过 以 太 网 模块和EtherNet/IP网络进行通讯。在PC机上安装RSLogix5000编程软件，通过以太网线将ControlLogix控制系统的以太网模块和PC机硬件相连，打开RSLogix5000编程软件进行组态配置，我们就可以对ControlLogix控制器进行访问了，通过编程可以实现对整个ControlLogix控制系统和与其相连接的第三方设备的控制和信息的读取采集。

下面我开始详细描述ERO温控表通过Prosoft 485模块与ControlLogix控制系统的Modbus通讯的所有设置，设置过程如下：

1 硬件模块

包括ControlLogix控制器、ControlLogix以太网模块、ControlLogix控制系统背板机架、MVI56-MCM Modbus通信模块、ERO温控表、RS485专用电缆、以太网线。

2 硬件接线

正确的接线是：ERO:A/A——MVI56 PORT1：8 ERO:B/B——MVI56 PROT1：1。

3 ERO表参数配置

（1）参数Ser1（选择串行通讯协议模式）:nbus（Modbus 模式）；

（2）参数 Ser2（设置温控表站址）:1～255（站址1～255，任选）；

（3）参数 Ser3（设置通讯波特率）:19200；

（4）参数 Ser4（设置数据格式+奇偶校验） :8（8位数据位，无奇偶校验）。

4 MVI56-MCM模块地址分配

（1）MVI56-MCM模块内部一共有4 000个寄存器，每个寄存器都是16-bit。寄存器的地址从0～3 999。

（2）分配主站地址0～599 寄存器做写寄存器，用于模块向CPU发送数据。

（3）分配主站地址1 000～1 599寄存器做读寄存器，用于模块从CPU读取数据。

5 在RSLogix5000中，对MCM-MCM模块进行配置

（1）MCM-MCM模块的地址分配，如图1所示。

（2）MCM-MCM 的端口一Port1的配置，如图2所示。

6 一台ERO温控表读操作

（1）读操作需要1条COMMAND（下面的写操作需要2条COMMAND才能完成）

（2）读操作的配置如图3所示。

a.Enable :命令使能，置一使能，清零掉使能。

图1 MCM-MCM模块的地址分配

图2 MCM-MCM 的Port1的配置

图3 读操作的配置

b.IntAddress：主站MCM寄存器的起始地址：1000。

c.Count:需要使用的寄存器的个数 ，实际温度和设定温度各占1个字，所以.Count = 2。

d.Node:从站ERO的站址，从站地址为1。

e.Func:该条命令的功能类型， “字读取”操作使用：3。

f.DevAddress:从站ERO的内部寄存器起始地址，实际温度和设定温度在ERO中的地址为：0和1。

7 一台ERO温控表写操作

（1）写操作需要2条COMMAND才能完成，两条指令的功能分别为：

1号指令将分站ERO表设为远程控制模式（设置完成后，ERO表上的REM灯会亮起）；2号指令将主站的数据写入从站中。

（2）1号指令如图4所示。

a.1号指令为位写入指令，之所以是位写入指令，是因为在ERO表中，这是一个位操作。

b.IntAddress主站寄存器起始位置。

c.Count使用位个数：16 个位。

图4 1号指令

d.Func指令功能，15代表位写入功能。

e.DevAddress从站寄存器地址为10。

f.MCM.DATA.WriteData[0] 设为1。

1可以让ERO表进入远程模式；0让ERO表进入本地模式。

（3） 2号指令如图5所示。

a.2号指令为字写入操作，之所以是字写入操作，是因为在ERO表中，这是一个字操作。

b.IntAddress主站寄存器起始地址。

c.Count使用寄存器个数：1个寄存器。

d.Func16代表字写入功能。

图5 2号指令

e.DevAddress从站寄存器地址为1。

f.MCM.DATA.WriteData[1] 可以写入设定温度值。

8 多台ERO温控表连接调试读/写操作

（1）多台ERO温控表连接到485总线上，需要对每块表进行设定。数据格式、波特率等需要设置成相同参数。每块表的站址应该是唯一的。这样保证没有数据冲突。

（2）多台ERO表连接调试重点就是对于主站寄存器地址的分配。分配规则如下：

a.访问每一块温控表需占用3条指令，字读取+位写入+字写入；

b.访问每一块温控表需占用4个寄存器，ReadData[0] ReadData[1]+WriteData[0]+WriteDa ta[1]；

c.字读取的起始寄存器位置应该依次为)1000,1002 ,1004,1006,1008….

d.位写入的起始寄存器位置应该依次为0,32,64,96,128,160…..

e.字写入的起始寄存器位置应该一次为1,3,5,7,9….

通过上述组态和设置，ERO温控表便接入了ControlLogix控制系统内。MVI56-MCM模块通过RS485总线读取温控表的各种状态数据信息，MVI56-MCM模块置于ControlLogix控制系统机架上，类似于ControlLogix控制系统的I/O模块，通过背板数据线将数据传输给ControlLogix控制器，ControlLogix控制器可以经MVI56-MCM模块实现对温控表的组态和参数设置。ControlLogix控制系统通过以太网模块与PC机相连，我们在PC机上通过RSLogix5000编程软件对ControlLogix控制器编程，从而实现了对整个ControlLogix控制系统内各设备信息的读取及命令控制。ControlLogix控制器与MVI56-MCM模块的组态如图6所示。

TQ330.493

1009-797X(2016)03-0059-04

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10.13520/j.cnki.rpte.2016.03.015

张立平（1982-），女，2006年本科毕业于河北建筑工程学院信息与计算科学专业，理学学士学位，主要从事橡塑设备电气自动化控制设计及编程调试工作。

2015-08-07