基于ModBus与WinCC的釜液位监控系统-论文.pdf

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1、2014年仪表技术与传感器2014第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2基于ModBus与WinCC的釜液位监控系统王华强，龙灏(合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：为了克服系统用PLC硬件实现模拟量远程采集的弊端，提出了基于CP341的ASCII通讯形式，实现s7—300与智能液位计的ModBus—RTu通讯。并利用以太网实现上位机与PLC的通信，采集相关液位数据，同时在上位机通过WinCC组态实时监控液位变化。经生产实践证明：该液位监控系统设计正确，运行稳定，实时性强，提

2、高了PU釜控制系统的自动化水平。关键词：ModBus—RTU；液位监控；PLC；工业以太网；WinCC中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)02—0073—03DesignofLiquidLevelMonitoringSystemBasedonModBusandWinCCWANGHua—qiang，LONGHao(SchoolofEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Inor

3、dertoovercomethedisadvantagesofanalogremoteacquisitionbyusingPLChardware．ThepaperintroducedthefornlofASCIIcommunicationbasedonCP341．ItdesignedandanalyzedtheModbus—RTUcommunicationprogrambetweens7—300andthelOCaleintelligenceinstruments．ThecommunicationbetweenIPCandPLCis

4、throughtheEthernet．ThechangeoflevelcanbemonitoredthroughtheWinccintheIPC．Productionpracticeprovesthatthelevelmonitoringsystemhasthecharacterofde—signingcorrectly，stableoperationandhighreal-time．ThesystemimprovesthelevelofautomationinPUreactor．Keywords：ModBus—RTU；levelm

5、onitorsystem；PLC；Ethernet；WinCC0引言机与5台上位机IPC通讯，上位机的监控由WinCC实现。系统在配料控制系统中，反应釜及原料罐的液位是控制系统开结构图如图1所示。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。实现液位一温度等模拟信号的监控主要有以下几种途径：(1)智能仪表4～20mA标准信号经过安全栅，直接送入~⋯ModbtLsPLC，该方法需使用相应的AI、AO模块，但该方法硬件复杂、接-RTU线繁琐且造价昂贵，未充分利用智能仪表的通讯功能。⋯

6、(2)智能仪表直接和上位机通讯，利用VC等程序编写通图1系统结构图讯软件，未使用相应的控制器，通用性差，功能单一。2ModBus通讯实现(3)基于CP341的ModBus通讯，西门子公司推荐使用2．1ModBus通信与通讯帧定义ModBusslave模式，但购买相关驱动的价格昂贵。ModBus定义了2种串行传输模式：RTU模式和ASCII模故在保证通讯稳定与功能实现的前提下，提出了基于CP341式，各互联的ModBus设备只有处于同一通讯模式下才能进行的ASCII通讯方式，并利用WinCC实现了液位的监控与归档。相互操作。RTU模式

7、在支持ModBus的智能仪器仪表和PLC1项目背景与系统结构等设备中得到广泛的应用，系统基于CP341的ASCII通讯形式反应釜配料控制系统共有1O种物料与6种溶剂，依据配实现ModBus—RTU通讯。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，不同厂商所提供的ModBus协议数据格式略有不同，该项经搅拌电机搅拌，经过一系列可控的化学反应之后形成所需的目使用s7—300与特力声UTG21一PS型超声波液位计，s7—合成革材料。限于篇幅，只介绍液位监控系统的设计。300作为主站，超声波液位计作为从站。通信信息组成：地址液位

8、监控系统采用s7—300PLC，CPU314，机架上有Ps模码、功能码、数据段、CRC校验码J。超声波液位计保持寄存器块、CP343—1以太网通讯模块、CP341串行通讯处理模块，及L／如表1所示。0模块。支持MODBUS—RTU协议