ControlLogix系統在天津紀莊子再生水廠的應用
——— ControlLogix和第三方產品 Modbus的通訊
邰素華、關虹（北京金州工程技術有限公司，100101）
摘要： 整個廠區的自動化控制由7個PLC站組成。全部采用了羅克韋爾自動化的PLC，通過CONTROLNET與中控室進行通訊。全廠的通訊采用LOGIX5000系列的DHRIO模板將 DH+網的數據采集后由CONTROLNET傳送到中控室計算機。計算機監控系統由羅克韋爾自動化公司的RSVIEW組成，負責整個廠區的設備監控及報警。由MVI56- MCM模塊將輸出設備的電流，電壓及功率這些電量數據傳輸到PLC。
關鍵詞： PLC CONTROLNET SLC500 RSLOGIX5000 DH+網 MODBUS
Application of ControlLogix in Tianjin Jizhuangzi Recycled Water Plant
TAI Suhua, GUAN Hong (Beijing Jinzhou Engineering Equipment Co., Ltd)
Abstract: Tianjin Jizhuangzi Recycled Water Plant automation control system is made up of 7 PLC stations, all of which have applied Rockwell Automation’s PLCs, using ControlNet for communication. Logix5000 DHRIO collects data and transmits data to the main control room via ControlNet. The computer based monitoring system is configured with RSView, overlooking plant level equipment itoring and alarm. MV156-MCM transmits data such as current, voltage and power to PLCs.
Key words: PLC CONTROLNET SLC500 RSLOGIX5000 DH+net MODBUS
隨著人們環保意識的增強,在水資源急劇貧乏的今天,水處理項目日益增多。而在眾多的水處理項目中,羅克韋爾自動化產品以其優越的性能得到廣泛的應用。天津紀莊子再生水廠系統全部選用了羅克韋爾自動化產品。
一、 項目背景
天津紀莊子再生水廠是國家在全國重點扶持的五個中水項目之一, 設計日產量為 5萬立方米/天，主要用于給生活（居民區），工業區供水。其中生活區供水為 2立方米/天，工業區供水為 3萬立方米/天。
整個廠區的自動化控制又分為進水泵房，加氯，加藥，CMF，臭氧發生間，出水泵房，濾站共 7個 PLC站組成。其中進水泵房與出水泵房采用羅克韋爾自動化公司的 RSLOGIX5000系列 PLC，通過 CONTROLNET與中控室進行通訊。加氯，加藥，臭氧發生間，CMF及濾站采用羅克韋爾自動化公司的 SLC500系列 PLC，通過 DH+網進行通訊，全廠的通訊采用LOGIX5000系列的 DHRIO模板將 DH+網的數據采集后由 CONTROLNET傳送到中控室計算機。計算機監控系統由羅克韋爾自動化公司的 RSVIEW組成，負責整個廠區的設備監控及報警�，F場各子站控制柜上設有觸摸屏，用于各工段的設備狀態顯示及報警。同時在七臺高壓柜上安裝了西門子的綜合繼保，用于輸出各種電器的分合閘及電量信號，在十四臺現場電器控制柜上安裝了 EMP420A的智能型電器儀表用于輸出設備的電流，電壓及功率，這些儀表都安裝有 MODBUS輸出接口，由 MVI56- MCM模塊將這些電量數據傳輸到PLC。
大家對 ControlLogix系統及網絡之間的通訊已非常熟悉，但 ControlLogix與第三方產品的通訊往往是我們調試中的難點，下面我們就 ControlLogix系統與 Prosoft公司的 MVI56- MCM模塊的通訊,詳細介紹如下：
二、硬件接線及初始化操作
2.1整體示意圖：
2.2超級終端
對 MCM模塊的初始化要用超級終端(Hyper Terminal)，使用超級終端時要注意選擇相對應的波特率等參數，參數設定完成后，MCM模塊需重新上電，才可監視 MCM的數據表。
2.3 MCM模塊的硬件設定
MCM模塊可通過短路棒設定為 RS232,RS422及 RS485三種通訊協議。本應用選用RS485通訊。
2.4電能表的接線
本應用中 Modbus設備使用的是DAETECH 公司的 EPM420A型網絡電力儀表，接線如圖：
2.5 MCM模塊的軟件組態
在 RSLogix5000軟件中的I/O Configuration中添加 1756-Module，連接參數中的輸入及輸出尺寸可根據用戶的通訊量的大小設置。
模塊添加完成后，需要產生如下圖所示的主要接口 Tag，以便和電能表通訊。也可以參照例程產生所需 Tag。
我們重點要關注 MCM1 Tag。
三、模塊主要參數設置說明
3.1 MCM1.ModDef 數據傳送參數
MCM1.ModDef 是用來設定模板的數據庫。模板共有 5000個用來讀/寫的寄存器。
WriteStartReg: 從 PLC到模板傳送數據的寄存器起始地址。
3.2 MCM1.Port ModBus 通訊參數
MCM1.Port 是用來組態模板通訊的串口組態。 MCM1.Port [0] 對應 Port1，MCM1.Port [1] 對應Port2。
Enable: 通訊口使能。
3.3 MCM1.P1Cmd，MCM1.P2Cmd Modbus Master 命令
MCM1.P1Cmd，MCM1.P2Cmd 是用來設定模板的 Modbus master 命令。每個口最多可組態 100個 Modbus master 命令。
讀/寫命令:
Enable: 命令使能。
3.4 MCM1.ReadData, MCM1.WriateData 讀/寫數據區
MCM1.ReadData： 讀數據區。一個從 Master 設備寫到作為 Slave設備的通訊口，或從 Slave設備讀取的數據。這個位置的數據是從 MVI56-MCM模塊返回到ControlLogix處理器的。
四、 Modbus 通訊協議執行過程
應用 Modbus RTU協議，EPM420電能表提供了和 SCADA系統直接連接的 RS485通訊模式的選擇。Modbus 協議中，主機通過網絡傳送給從機以下內容來建立起主從通訊方式：
1. 從機地址
從機返回的內容包括：
1. 所采取的動作
如果錯誤發生在接收信息時或從機不能執行要求的操作，從機將會產生一個出錯信息并作為響應送出。
RS485網絡允許的最大長度為 3900英尺。包含控制器在內最多可連接 32個節點。
數據傳輸速率在 2400，4800，9600，19200范圍內可選擇。
注意， 無論是讀還是寫，數據長度都要乘以 2，因為 ControlLogix數據是 32位的，而電能
表的數據地址是 16位的。另外，如果電能表讀上來的數據是浮點數，而 ControlLogix的數據地址用的是整型數據類型，則數據還要通過梯圖程序進行轉換。
五 、結束語
ControlLogix系統以其先進的技術在各個行業都有許多成功的應用,借助單一的 ControlLogix平臺,完全可以滿足用戶的不同要求。和第三方產品（Modbus, Profibus….)豐富的通訊功能，使它進一步擴展了應用的靈活性。天津紀莊子再生水廠項目中的現場電器控制就是 ControlLogix 和 Modbus通訊的成功應用，我們相信 ControlLogix系統在今后的應用中定會發揮更大的作用。
參考文獻：
[1] MVI56-MCM ControlLogix Platform Module Set Up Guide
作者簡介：
邰素華：曾在羅克韋爾自動化公司工作十多年，曾從事ＡＢ數控系統及運動控制產品的工作，參與了多個數控系統的改造和開發項目。后擔任北京地區的專職培訓教師，教授 PLC5,SLC500,CLX系統,RSView32,PanelView等課程�，F任北京金州工程技術有限公司自控部副經理.
