郑州继飞机电设备有限公司

二七区电气柜-定做电气柜-继飞机电 ：

如果现在有个项目，需要MODBUS控制五个变频器，保湿电气柜，那该怎么办？

也许你会说，这还不简单，把前面的通信程序复zhi五遍不就行了？理论上，这是可行的，但却是不可行的，为什么呢？因为串口在同一时间，只能进行一次数据交互。这个一次，组装电气柜，是指一次读或是写操作。这就好比一个很窄的路口，一次只能通过一辆汽车，如果五辆汽车一起通过，势必会引起堵塞，一辆也过不去，但我们需要过五辆怎么办？那就需要交通灯或是交指挥交通，通信也一样，也需要有交通灯或是交，而在MODBUS通信中，就需要我们自己来当交，通过程序控制通信流程，这就是轮询方式。

而MODBUS通信实现轮询，有两个常用的方法。

1 时间间隔法

所谓时间间隔法，就是每个操作分配一个固定的时间，比如第yi秒写入频率，第二秒读取频率，第三秒读取电流，当然，这个时间是要根据实际情况来设置的，我们看一个例子：

图一时间间隔

如图一所示，这是一个BLINK 和计数器两个功能块组成的程序，BLINK产生一个50毫秒的脉冲，而计数器对此脉冲进行计数，因此，计数器的当前计数值CV 也就是图中黄色荧光笔部分，就会从1 到6每隔50毫秒递增一次。这样，就为每一次操作分配了50毫秒的时间。

图二 利用时间间隔触发通信

如图二，红色圆圈部分，当数值等于1的时候，我们写入地址0002，当数值等于2的时候，我们读取103，依次类推。黄色荧光笔部分是触发路径。

2 功能块触发法

功能块触发法，是利用功能块的状态参数来触发下一次通信，也就是我在介绍通信的时候使用的BUSY信号。

图三 利用BUSY信号触发下一次读写

如图三所示，当写入0002通信完成后，利用BUSY信号来触发下一次通信，读取103的值。图中黄色荧光笔的部分，就是触发路径，当上一个通信功能块的BUSY信号产生下降沿的时候，证明这次通信已经完成，以此来触发下一次通信

以上，就是两种常用的轮询方法，它们各有优缺点，的方式就是两者结合。利用时间间隔，这个时间间隔的设置就很讲究，时间太短，可能通信还没完成，时间太长影响效率。而利用功能块的BUSY信号，可以很好解决这个问题，但是，一旦一个环节通信出错，BUSY信号无法给出，就会造成后面的通信无法进行，那么该如何结合呢？那就是用时间间隔来确定从站之间的通信间隔，而同一个从站的读写就用功能块信号触发，这样即使通信有错误，也只是影响一个从站。

我们为每个从站分配30毫秒的时间，那么轮询10个从站只需要300毫秒，这基本能满足我们的需求，而又能保证每个站的通信时间。因为超过10个从站，就不建议用MODBUS通信了，那样就要考虑使用总线了。而一个从站内部，要读写多次的时候，就用BUSY信号触发。这样，即使一个从站通信出现问题，也不会影响下一个从站的通信。

总的来说，USS协议主要有以下几个特点：

1. 支持多点通信，物理层可使用RS485网络；

2. 采用主-从的通信方式，网络中duo可以有1个主站（Master）和31个从站；

3. 单双工通信方式，可发送和接收，但不能同时进行；

4. 报文简单可靠，数据长度可变；

USS协议的波特率gao可达115.2kbps，通信字符格式为1位起始位、1位停止位、1位偶校验位和8位数据位。USS通信的刷新周期与PLC的扫描周期是不同步的，一般完成一次USS通信需要几个PLC扫描周期，通信时间和总线上的变频台数、波特率以及扫描周期有关。不同波特率下的USS主站轮询时间也有所不同。

主站与从站之间的报文传输有三种方式：

1. 周期性报文传输（Cyclic Telegram Transfer）：

在周期性报文传输过程中，主站每隔一段时间就发送报文给从站，每一个从站都可以接收到主站发送的报文；对于从站而言，当接收到的报文没有错误，并且报文中的地址是本站的地址时，从站必须应答；当主站接收到从站的应答后，便与从站建立了逻辑上的连接；在周期性报文传输中，主站与从站之间都会设置一个监控时间，当超时没有接收到报文时，会提示通信错误；

2. 非周期性报文传输（Acyclic Telegram Transfer）：

一般来讲，报文的传输都是周期性的，但一些用于诊断和服务的报文可以非周期性的方式进行。在非周期性报文传输中，无法设置监控时间。

3. 广播（Broadcast）：

主站通过将通信报文中的广播位置1来实现广播通信（详见后续报文结构）。在广播通信中，所有的从站都能收到广播报文，并且不需要应答。

STX：起始字节（Start of Text），值为02 Hex，表示报文的开始；

LGE：第二个字节，表示报文的长度；

ADR：第三个字节，表示从站的地址及其它信息；

1~n：n个字节，表示数据的内容（n≤252）；

BCC：后一个字节，BCC校验码；

报文的长度LGE是指数据长度n加上ADR和BCC，也就是n+2个字节；

地址字节ADR的第0~4位用来表示从站地址，第5位是广播标志位，第6位是镜像标志位，第7位是特殊用途标志位。

由于从站地址的范围是5个二进制位(bit)，因此能够表示的da值为十进制数31，定做电气柜，这也是为什么USS协议duo能支持31个从站的原因；

广播报文是把ADR的第5位置1，二七区电气柜，如果为0，非广播报文；

镜像报文是把ADR的第6位置1，当从站接收到主站的镜像报文后，会原封不动的将其发回给主站；镜像报文功能可在调试时用于测试网络通信的质量。如果为0，非镜像报文；

USS协议允许主站与从站之间传递不同于标准驱动装置的报文。这些非标准报文，被称为特殊报文。这样一来，在同一条总线上，就可能同时存在标准报文和特殊报文两种情况。为了进行区分，特殊报文就是将ADR地址的第7位被置1。具有特殊报文处理能力的从站可以接收特殊报文并进行处理，而普通从站会忽略特殊报文。如果该位为0，那么就是标准报文，0~6位有效。

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等） 、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行 数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要 以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来 考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择 盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。 要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC的点数。 另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的60 ％； PLC每个输出点的驱动能力 （ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异； 一般PLC

的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择 对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数 乘 5 字 / 点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输 入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时 按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕 量要大些。 （ 3 ）对 I/O 响应时间的选择PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。 （ 4 ）根据输出负载的特点选型不同的负载对 PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活 （可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC。

（ 5 ）对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ， 主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将 按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配 置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（ 6 ）据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块） ，容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC的结构形式。 2 ．分配输入 / 输出点 一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。 分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。 在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或 并联），然后再接到输入点。 （ 1 ）确定 I/O 通道范围不同型号的 PLC ，其输入 / 输出通道的范围是不一样的，应根据所选 PLC型号，查阅相应的编程手册，决不可 “张冠李戴 ”。必须参阅有关操作手册。 （ 2 ）部辅助继电器 内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据 处理用。 从功能上讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。 未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 ： 1 链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排 PLC 的内部辅助继电器