Реализация подключения модуля сбора данных МСД-200 к ПЛК CP1E по протоколу ModBus RTU

Аннотация. В статье рассматривается установка связи устройств посредством сети RS-485 по протоколу Modbus RTU на ПЛК (программируемый логический контроллер) серии CP1E и устройством сбора данных. В промышленном оборудовании наибольшую часть информации передают посредством сети RS-485 и возникает вопрос возможности реализации на каком-либо оборудовании.

Ключевые слова: ПЛК, последовательный протокол, RS-485, OMRON, ОВЕН, Modbus RTU

Промышленное оборудование может состоять из нескольких стандартных единиц устройств, таких как: программируемый логический контроллер (ПЛК), преобразователь частоты (ПЧ), панель оператора, модули сбора данных, модули ввода-вывода и многое другое.

В промышленности часто встает необходимость собирать данные в архив. Это позволяет решать такие задачи как: проверять работу оборудования за длительный срок; выявлять неисправности технологического процесса; проверять работу операторов; вести учет материалов, участвующие в технологическом процессе.

Рассмотрен процесса проектирования архива данных технологического процесса приготовления сыра.

Часто данные могут собираться на электронные носители посредством отдельных устройств, предназначенных для этой функции. Таким устройство может выступать модуль сбора данных компании ОВЕН МСД-200.

Данное устройство служит для опроса или прослушивания приборов, модулей ввода, контроллеров по сети RS-485. Производит архивирование данных с 64 точек измерения на внешнюю карту памяти SD.

Устройство имеет четыре аналоговых входов и три протокола связи: ОВЕН, Modbus RTU, Modbus ASCII; посредством которых происходит сбор данных (Рис. 1). После настройки можно подсоединять МСД-200 в систему оборудования (Рис. 2).

В данном оборудовании нет необходимости высокой скорости передачи из-за небольшого пакета данных передачи, потому выбираем наиболее простой и распространённые настройки: формат кадра 8-1-N (8 бит, 1 стоп бит между данными и отсутствует бита четности) и скорость передачи 9600 бод.

Теперь необходимо формировать пакет данных на ПЛК и по протоколу Modbus RTU (имеется на обоих устройствах) и отправлять на архив.

Данный ПЛК не поддерживает готовые функциональные блоки, созданные и отлаженные разработчиками, в этом и заключает одна из проблем. Но ставить более дорогой контроллер не выгодно. Контроллер имеет аппаратную реализацию протокола Modbus RTU, но использование не описывается. В документации удается найти адрес включения протокола (A641.00) и область памяти, для формирования протокола: D1300-D1349.

Следующим этапом необходимо поместить сообщение в соответствии с протоколом. По технологическому процессу необходимо производить запись параметров: номер операции, температура в сырной ванне, температура теплоносителя (котла) и записать состояния цифровых сигналов оборудования для проверки оборудования, с периодичностью 3 секунды. Протокол Modbus RTU состоит из 7 стандартных функций (Табл. 1)

Таблица 1.

Функции протокола Modbus

Для записи 4 регистров необходима функция 16 (0x10), состоящая из параметров: адрес ведомого устройства; функция; количество байт; номер регистра для записи; количество регистров на запись; количество байт на запись; данные; контрольная сумма CRC. В области памяти необходимо разместить последовательность данных на отправку (Рис.3) и установить бит A641.00 отправки сообщения.

Рисунок 3. Размещение данные в регистрах

Рассмотренный процесс проектирования архива данных технологического процесса приготовления сыра может быть использован в различных проектах построения промышленного оборудования с использованием технологии передачи данных посредством протокола ModBus RTU. А также в статье приведено подробное описание применения модуля сбора данных МСД-200.