1.废润滑油再生处理系统设计 - 图文(8)

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应。

由于电量监控点较多，而且分布较广，因此单独布线不仅增加了工程量，而且对于资源也是浪费，如果所选用的电力仪表具有通讯功能，不仅可以获得更完整的信息，而且节省了大量的布线。如果采用点对点的连接，全部的电量监测量大约为个62数字量，25个模拟量，需要2个16路DI，3个16路DO,2个16路AI，1个16路AO不仅占用大量有限资源，而且信息无法满足监测的需要。在改进中，决定采用总线通讯方式，利用双绞线来取代大量的点对点接线工作，通过CP341串行通信模块上的RS485通讯接口，按照Modbus协议进行数据交换，既可以得到更详尽的信息，又降低了生产成本，同时为远程控制打下了基础。

不论采用哪种方法编写的串行端口通信程序，一般都可分为以下几个过程:（1）初始化串行端口

在初始化程序中，需要设定好整个帧结构的命令数组、传输波特率、奇偶校验、停止位，开辟数据缓冲区，完成一些必须的串口初始化设定。 （2）数据传输

读写串行端口可分四种方式:查询方式、同步I/O、异步（后台）I/O和事件驱动I/O。命令字的发送应该严格按照Modbus规约所设计的帧格式和上下位机在该规约基础上所定义的通信协议来编程。 （3）超时控制

为了防止意外情况使串口读写无休止地等待，必须在程序中设置超时控制 （4）CRC校验的实现

目前仪表类比较普遍采用的是CRC16校验码。其生成多项式为X16+X15+X2+1。在算法实现上，可以先预置一个16位的寄存器FFFF（全1），然后把8位的2进制数据（一个字节）与16位的CRC寄存器低8位异或，并把结果放回CRC寄存器同时寄存器内容右移，MSB补0，并检查移出的LSB。如果LSB为0则继续右移动，为1则CRC寄存器与多项式异或。重复上面操作到一个8bit字节完成，再继续对下一个数据进行相同处理，直到所有数据结束。这个时候CRC寄存器中的数据就是我们所要的CRC码了[9]。

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下图为Modbus通信协议在异构网络下的废油再生处理系统中的应用。

图5-1 Modbus通信协议在本系统中的应用

5.2 CP341通信处理模块 5.2.1 CP341 简介

在实际生产中往往遇到的系统是由不同制造商生产的控制设备,网络设备和传感器，执行器组成的异构网络，大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。 如何使这些设备互联通信成为系统设计中需要解决的一个重要问题。

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在目前的工业控制领域,Modbus 通信协议作为一种开放高效的通信协议为众多现场智能测量检测设备广泛应用,因此,如何将这些具备Modbus 通信接口的智能设备简单有效地接入PLC已经成为各大PLC厂家必须考虑的问题。西门子公司的S7-300系列中型PLC以其卓越的性价比,在工控领域被广泛应用,其提供CP341通信处理模块具备1个RS422/485接口,可实现与各种串口设备之间的智能通信。

CP341模块是西门子S7-300/400系列PLC中的串行通讯模块。CP341通讯处理器可以与各种 Siemens 模块和非 Siemens 产品点对点连接：该模块具有1个串行通讯口(RS232C或TTY或RS485/422)，RS422/485的通讯最大距离位1200m。支持以下协议ASCII，ModbusRTU远程终端，Data Highway(DF1协议)，电气接口为15针D型孔接头。可以使用这种通讯模块实现S7300/400与其它串行通讯设备的数据交换。例如打印机、扫描仪、仪表、Modbus主从站、Data Highway站、变频器。USS站等。

图5-2 CP341串行通信模块

下面就CP341 Modbus通信的概念、硬件接线、配置、编程和调试等做介绍 与 CP 341 进行点对点连接所需的组件，要在通讯处理器和通讯伙伴之间建立点对点连接，您需要特定的硬件和软件组件。

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需要的硬件组件：

图5-3 CP341建立点对点连接所需的硬件组件

图5-4 CP341建立点对点连接所需的软件件组件

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CP341进行MODBUS主站通讯时，还需要插入硬件狗 (DONGLE) 。硬件安装 MODBUS为单主站网络协议，所以系统中只能够有一个Modbus主站，并且只能够实现主站和从站的数据交换，从站之间不能进行数据交换。CP341插入MODBUS主站Dongle或插入从站Dongle,就可以作为MODBUS主站，或者作为MODBUS从站，

图5-5 CP341硬件狗安装方法

接线方法：CP341的电气接口类型，串行通讯模板CP341有RS232C或TTY或RS485/422 三种电气接口类型。一般来讲，RS232的通讯最大距离为15m，20mA TTY的通讯最大距离为100m（主动模式）、1000m（被动模式），RS422/485的通讯最大距离位1200m。

CPU、CP 341 和通讯伙伴之间的通讯通过 CP 341 的功能块和协议进行。 X27 (RS 422/485) 接口是一种符合 X27 标准、用于串行数据传输的差分电压接口通讯处理器有两种进行双向数据通讯的操作模式：半双工模式、全双工模式数据在 CP 341 和通讯伙伴之间通过串行接口以字符帧的形式传输。在现场应用中 CP341 往往都作为 Modbus 主站来读取第三方设备的数据。RS485/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式，其特点是实施简单方便，而且现在支持RS485的仪表又特别多。现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS，原因很简单， RS485的转换接口不仅便宜得而且种类繁多。至少在低端市场上，RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式。

CP341模块可以同时与多台串行通讯设备进行通讯。如同时连接多个变频器、连接多个智能仪表等。如果采用RS422/485 modbus RTU通讯方式，需要在发送的数据包中包括站号、数据区、读写指令等信息。供CP341模块所连接的从站设备鉴别数据包是发给哪个站的。以及该数据包是对那个数据区进行的读或写的功能

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