基于MODBUS协议的瓦斯控制系统设计.pdf

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1、·18·煤矿机电2011年第5期基于MODBUS协议的瓦斯控制系统设计田小涛(河南工程技术学校，河南焦作454000)摘要：针对红外甲烷传感器的信号输出类型，比较了数字信号和模拟信号在传输上的优劣，选择以RS-485数字信号为传感器的信号输出类型。通过实验，验证了RS-485数字信号在电厂复杂环境下的抗干扰能力关键词：MODBUS协议；红外传感器；RS-485数字信号中图分类号：TN911．72文献标识码：A文章编号：1001—0874(2011)05—0018—03DesignofGasControlSys

2、temBasedonMODBUSProtocolMVao—tao(HenanEngineeringTechnicalSchool，Jiaozuo454000，China)Abstract：InviewofthesignaloutputtypeofinfraredCH4sensor，theadvantagesanddisadvantagesofdigitalsignalandsimulationsignalarecompared．TheRS-485digitalsignalisbeingchosenassens

3、orsignaloutputtype．Theexperimentresultshavevalidatedtheanti-interferencecapabilityoftheRS-485digitalsignalincomplexenvironmentofpowerplant．Keywords：MODBUSProtocol；infraredsensor；RS-485digitalsignal送(4255Byte)，以及带确认的数据传输。0引言1．1通讯模式MODBUS是MODICON公司最先倡导的一种软通讯控

4、制器具有ASCII或RTU两种通讯模式，的通讯规约，经过大多数公司的实际应用，逐渐被认在配置每台控制器时，用户须选择通讯模式以及串可，成为一种标准的通讯规约。只要按照这种规约行口的通讯参数(波特率，奇偶校验等)，在MODB—进行数据通讯或传输，不同的系统就可以通讯。目US总线上的所有设备应具有相同的通讯模式和串前，在RS232／RS485通讯过程中，更是广泛采用这行通讯参数。种规约。1．1．1ASCII模式基于MODBUS协议的单片机瓦斯控制系统从此模式以冒号(：)(ASCII3AH)表示信息开始，安全性和可

5、靠性方面考虑，传感器采用某煤炭科学以回车(CRLF)(ASCIIOD和OAH)表示信息结束。院生产的GJG100(A)型红外甲烷传感器；控制部分其它数据，采用标准ASCII码传送。字符之间的最采用深圳宏晶科技生产的STC12C5410微处理器；大间隔为1S，若大于1S，则接收设备认为出现了一单片机控制继电器，由继电器控制喷洒细水雾的水个错误。泵来保证瓦斯的安全使用。因此，此系统能实现电1．1．2RTU模式厂的安全生产与瓦斯的高效使用。控制器以此模式在MODBUS总线上进行通讯时，信息中的每8位字节分成2个4位

6、16进制的字1MODBUS协议符。该模式的主要优点是在相同波特率下其传输的MODBUS协议被工业广泛应用，其优点是通信字符的密度高于ASCII模式，每个信息必须连续传协议在规则范围内可以自由裁剪，能够轻松地接人输。标准的工业系统，适用于小到中等规模的数据量传1．1．3分析比较2011年第5期煤矿机电·19·相比之下，ASCII模式适合传输速率比较慢的字节的第9位为0。设备，比如打印机，而RTU模式适合于传输数据量该系统只使用功能码41H，即读取传感器所测比较大的环境，智能仪表普遍采用它。本文采用到的甲烷浓度值

7、。主设备的通讯请求指令字符串见RTU模式。表1。甲烷传感器作为从设备，地址设定为01H，1．2通讯帧格式传感器正常情况下所返回的字符串见表2。若从机本文的5l单片机采用主从式通讯方式，即单片返回如表3所示，则表示从机接收到通讯故障。机为主机，传感器为从机。采用MODBUS协议RTU表1主机向从机发送的查询命令帧格式(主一从)模式，2400Baudrate。主机串行口工作方式为波特些些鱼全堡量堕墅堇堕Ox一0x410x00CRCI．CRCH率可调的模式3，下传地址字节的第9位为1，数据表2从机向主机发送的响应命

8、令帧格式(从一主)时，失效保护使接收器输出逻辑为高电平。钳位于6．8V的TVS管D6、D7都是用来保护RS-485总线的，避免该总线在受外界干扰时(雷击、浪涌)产生的高压损坏RS485收发器。为了消除通信两端工2系统硬件实现作地带来的共模电压干扰，用屏蔽双绞线的屏蔽层2．1仪表系统的基本架构将两端的工作地经过磁珠连接起来接人大地端，使本系统以STC12C5410微处理器为核心，主要得通信接口电路更为