用BASIC智能模板实现PLC5与雷达液位计数据通讯

　　0 引言

　　可编程控制器(PLC)由于体积小、可靠性高以及组态灵活等特点，在工业控制领域得到了广泛的应用。在PLC 组成的控制系统中，一般由上、下位机组成主从式控制系统,二者结合实现对系统的实时监控。唐山京唐港考伯斯沥青存储工程的下位控制就由PLC5 来完成。在该工程项目现场，有两个外浮顶罐，每个外浮顶罐上都安装了1个雷达液位计用以测量沥青的液位。现场使用的Saab雷达液位计是一种全数字化智能型仪表，兼有4～20mA模拟信号输出与采用工业标准Modbus 协议的数字通讯信号。雷达液位计与PLC通过模拟信号相连精度偏低,工程中用通讯信号相连以提高测量精度。其测量误差小于等于1mm,分辨率为0.1mm。

　　BASIC模板是Allen-Bradley公司生产的智能模板，自身具有 C P U 、数据存储器、应用程序、I/O接口、系统总线接口等，可在CPU的协调管理下，按照自身的应用程序独立的参与系统工作。

　　本文基于BASIC 模板来实现PLC5 与雷达液位计间的数据通讯，通过超级终端通信接口对BASIC模板编程，同时调用相应的PLC程序来实现数据传输。系统的连接图如图1 所示。

　　1 Modbus 协议与通讯

　　Modbus 协议是 M0DICON 公司的一个全数字、开放式的通信协议。该协议采用主从工作方式：主机为智能终端或上位机，从机为1 台或多台

遵守MODBUS 协议的智能仪表或变送器。每台从机由用户设定地址以实现访问操作，地址范围为0～255。标准的MODBUS 协议使用ASCII 和RTU两种模式进行通信，这两种模式在报文结构、功能命令上是相同的，仅帧信息的表示方法不同。本文采用 R T U 模式。

　　以RTU 模式建立通信时，信息是以8 位二进制方式传送的，如：63(十六进制)在RTU 模式下用8 位二进制01100011 表示。这种方式的最大好处是在同等传输速率下，可以比ASCII 模式传输较多的信息，该模式在智能仪表上被普遍采用。Modbus 帧格式由地址、功能码、数据段、校验码组成，数据段内容根据主—从或从—主关系可包括寄存器起始地址、寄存器数据位等。

　　帧首的地址为智能仪表的轮询地址，范围为O～247，这个字节表明拥有该地址的从机将接收主机发送来的信息，并且每个从机都具有唯一的地址，响应的信息均以各自的地址码开始。信息帧的功能码在RTU 模式下一个字节表示，范围为l～255，功能码表示主机要求从机执行何种操作，如读寄存器数据，修改从机地址等。此外，从机响应主机时，还用功能码指示设备的工作状态，用以表示响应是否正常，若出现错误，功能码最高位被置为1。数据段是请求和响应的主要内容，主机向从机请求读取寄存器内容时，数据段包括寄存器的起始地址及读取的寄存器个数。寄存器是从机存放数据的地方，一个寄存器存储2字节数据，地址为16位，较高位在前，低位在后。从机回送响应的数据段包括数据长度、实际采集的数据。另外，从机出现异常，数据段则以错误代码表示。为避免误码，保证通信的可靠性，标准的MODBUS 协议有两种数据校验方法：LRC(纵向冗余校验)和CRC(循环冗余校验)。CRC 用于RTU 模式的传输校验，采用的是通信领域常用的CRC —16 校验法，CRC 为16 位(2字节) .其中低位在前，高位在后。