基于MODBUS协议的Rockwell控制器与MCGS数据辨识与通信

济宁高新区创业中心博士后工作站 北京航空航天大学电子信息工程学院 山东航向电子科技有限公司济宁职业技术学院机电工程系 孟凡文 王友权济宁高新区创业中心博士后工作站 北京航空航天大学电子信息工程学院 山东航向电子科技有限公司 杨东凯济宁职业技术学院机电工程系 张玉香

基于MODBUS协议的Rockwell控制器与MCGS数据辨识与通信

济宁高新区创业中心博士后工作站 北京航空航天大学电子信息工程学院 山东航向电子科技有限公司
济宁职业技术学院机电工程系 孟凡文 王友权
济宁高新区创业中心博士后工作站 北京航空航天大学电子信息工程学院 山东航向电子科技有限公司 杨东凯
济宁职业技术学院机电工程系 张玉香

在热力站供热监控系统中，需要实现MCGS触摸屏与Rockwell控制器的实时通讯与控制。对于供热系统热力子站，采用Rockwell公司Micro 2080实现供热自动控制，并通过MODBUS协议实现与昆仑通态 TPC1061Ti触摸屏的通信，实时显示温度、压力和流量等热力参数，并在触摸屏上进行循环泵、补水泵的频率设定和智能阀门阀位设定，通过设定补水泵的启停压力实现系统自动补水功能。

热网监控；Micro2080 Controller；MODBUS协议；MCGS触摸屏

1.前言

Modbus协议是由施耐德电气公司于1979年发明的，是全球第一个用于工业现场的总线协议[1-2]。它是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路构建而成。它包括硬件和支持软件，主要应用于数据采集、数据交换和过程监控等自动检测和控制领域。

目前，小区换热站大都采用人工值守，要根据用户回水压力和供热温度变化情况手动启停循环泵和补水泵，耗费人力，并且能源损耗较大。而采用自动控制系统实现热力站的无人值守自动控制，并在现场采用触摸屏实现实时监测，可节约人力成本，提高系统的稳定性[3-6]。本系统是以RJ45网络接口作为通讯物理接口，现场控制器PLC与触摸屏遵循基于TCP/IP的MODBUS协议进行数据通讯。采用国产昆仑通态的MCGS触摸屏实现与罗克韦尔公司Micro2080 Controller的数据交换，并在触摸屏上进行水泵的自动启停和阀门阀度控制。

2.热力站供热工艺及监测参数描述

来自热力首站的一次高温水进入换热器，经换热后温度降低，返回到一次回水管路进入热力首站加热。用户二次网回水进入换热器进行加热，升温后通过二次网管路送给用户。

本地触摸屏要实时监测热力管网数据，比如一次管网进水和回水的温度、压力，二次管网进水和回水的温度、压力，一次管网智能阀门开度，循环泵和补水泵的工作频率和电流，一次网回水流量，还要监测工频补水泵、变频补水泵、工频循环泵和变频循环泵的启停状态，通过触摸屏实现现场设备的控制，比如阀门开度、循环泵和补水泵的启停和频率设定。上述开关量和模拟量的监测与控制都要通过触摸屏与现场PLC的实时数据通信来实现。

有些通信协议是触摸屏公司为支持特定的PLC所定制的，如专为罗克韦尔公司定制的Compalt Logix TCP协议，有的通信协议则是通用的标准协议，如MODBUS数据通信协议等，本文研究的内容就是通过MODBUS协议实现MCGS触摸屏与Rockwell PLC的数据通信。

3.MODMUS协议下的Rockwell PLC 与触摸屏通信

本次热网监控系统中，根据供热小区规模不同采用不同的PLC控制系统。对于小型单机组供热站，采用AB 公司的小型PLC MICRO 2080系列。它采用莫迪康公司的MODBUS协议作为通信标准，实现触摸屏数据与PLC数据的信息交换。其中，数字量输

Data Detecting and Communication of Rockwell Controller and MCGS based on MODBUS Protocol

Meng Fanwen1,2,3,4，Wang Youquan1，2，3,4Yang Dongkai1,2,3，Zhang Yuxiang4
（Post-doctoral Work Station of Innovation Center of Ji’ning Hi-Tech District；2.Electronic and Information Engineering College，Beihang University；3.Shandong Navigation Electronic Technique Co. Ltd；4.Mechanical and Electrical Engineering Department，Ji’ning Polytechnic）

In heat station monitor system，the communication and control between touching screen and Rockwell controller is necessary to realize auto control. For single set system，Micro 2080 PLC is used to implement auto control of the system. MODBUS protocol is utilized to realize the communication between PLC and TPC1061Ti touching screen. Thus the parameters such as temperature，pressure，fow are obtained and displayed. The frequency of cycle pump，water supplement pump and the valve position can be conveniently set on the screen. Starting pressure and stopping pressure of the water supplement pump are set to realize the auto water supplement function.

Heat net detecting and monitoring；Micro2080 Controller；MODBUS protocol；MCGS touching screen

博士后课题：基于北斗的农田作业系统；国家星火计划项目：农机具覆盖件的快速反求与数字建模技术及推广（编号：2012GA740103）；横向课题项目：济宁东郊热电厂热网监控系统下位机设计。