引言
廣東某鉛鋅礦運轉工區的空氣壓縮機組是採礦生產中的關鍵設備，共有六台進口的英格索蘭CENTAC空氣壓縮機，它的運行穩定與否直接關係到整個礦區的安全生產和經濟效益。
原上位機監控軟體為英格索蘭公司的CEM2.52，由於其數據處理量大，數據更新速度慢；並且軟體必須運行在Windows95英文版操作平台上，操作人員很難看懂英文數據，軟體版本也無法升級；另外，上位機的報警功能失效，遠程操作與管理功能無法實現，造成操作人員無法及時發現問題，處理突發事件。為了解決上述存在的問題，提高生產
1．2信息塊格式
Modbus通訊時主機發出的指令字元串的通常格式如表1。
從機地址：主機指明的接收命令的從機地址。
功能碼：功能碼決定本次通訊要求從機執行的動作，功能碼佔1個位元組，MODBUS可能的功能代碼範圍是十進位的1～255。其中有些代碼適用於所有的控制器，有些是針對某種MODICON控制器，有些是為用戶保留或備用。表2為Modbus協議規定的標準功能碼，某些設備的Modbus協議只兼容其中的一部分功能碼，表中的功能碼為16進位數。
數據起始地址：通訊時讀出、寫入數據的起始地址。Modbus有多種批量數據操作功能碼，可同時讀出或寫入多個具有連續地址的數據。數據起始地址佔用2個位元組。
數據量：命令中進行讀出或寫入的數據數量，這些數據從起始地址開始連續地址排列，在對模擬量進行操作時，每個數據具有2位元組；在對數字量進行操作時每8個數據為1個位元組。數據量佔用2個位元組。
1．3數據格式
Modbus通訊協議規定了2種通訊方式。RTU(REMOTE?TERMINAL?UNIT)方式通訊採用8位位元組的二進位數據通訊，數據校驗採用CRC循環冗餘校驗，通訊速度較快；ASCII方式採用7位ASCII碼進行通訊，數據校驗採用LRC邏輯冗餘校驗，通訊速率較慢。在一個通訊系統中，只能選用一種通訊方式，兩種方式不能並用。為了減少網路數據傳輸量，在我們的應用系統中一般使用RTU通訊方式。
2 系統的硬體組成
下位監控站採用六個英格索蘭單片機對六台空氣壓縮機進行控制，包括對壓力、振動、溫度，油溫、油壓等參數的監控，每個單片機外接一個通用通訊模塊，上位監控站採用
3 力控的I/O驅動配置
在使用力控軟體進行組態時，I/O設備驅動配置為：採用標準的Modbus，選RTU串列口通訊方式，按設備地址從01—06匹配六台現場控制機，數據更新周期為500毫秒，超時時間為8秒，使用串口（RS232/422/485）通訊，COM1埠設置與現場控制機的埠參數設置一樣為9600.8.無.1
4 通訊過程
Modbus協議通訊時主機首先向從機發送通訊請求命令字元串，從機接收到命令字元串后，根據命令字元串中的命令碼向主機作出相應的回答，完成一次通訊，整個的網路通訊都是由主機進行調度。下面舉例說明04和05功能碼實現模擬量數據讀取和遠程操作功能的通訊過程[2]。
例1：假定主機要求讀取01從機的系統壓力數值時，主機將發送如表3所示的通訊請求命令字元串，在英格索蘭單片機中系統壓力數據起始地址為十六進位代碼0BBE（Modbus協議規定通訊字元串中的地址比實際地址小“1”），正常情況下從機回信字元串如表4。
從機地址即01號機的設備地址，數據量0002表示存放系統壓力數值有兩個寄存器，該位佔兩個位元組。
英格索蘭單片機是一個32位浮點數處理器，數據“42DCD4C6”經過IEEE32位浮點數轉換后得出系統壓力為110.4156psi。
例2：假定主機要求遠程啟動01從機，主機將發送如表5所示的通訊請求命令字元串，在英格索蘭單片機中遠程啟動數據起始地址為十六進位代碼00E0，正常情況下從機回信字元串如表6。
從機回信的字元串與主機發送的通訊請求命令字元串應該是同樣的，數據“FF00”迫使01從機的遠程啟動繼電器線圈打開，數據“0000”迫使01從機的遠程啟動繼電器線圈關閉。
5 結束語
利用Modbus協議實現了礦區空氣壓縮機監控系統中的上位工控機與下位英格索蘭通用通訊模塊的數據通訊，開發了空氣壓縮機監控系統。運轉兩個多月來的情況表明，該系統運行可靠，維護方便，監控過程顯示形象直觀，為礦區運轉工區最終實現“無人值班，少人值守”的目標奠定了基礎。
李松柏1 劉義倫1 張波2 王廣斌1 康煜華1
