压缩机远程监控系统的设计与研究

1、Modbus 协议压缩机远程监控系统的设计引言南昌铁路局向塘编组站的空气压缩机组是为货车编组的电空转辙机设备和减缓溜放速度设备供应一 定压力的气源的关键设备,空气压缩机工作的牢靠性和平安性,直接影响到编组站的编组任务和货物的运 输效率,所以空气压缩机是整个编组站的核心设备。向塘编组站共有四台由无锡阿特拉斯科普柯压缩机 有限公司生产GA55P30.75Mpa08Mpa 的卸载压力和0.4Mpa0。53Mpa的加载压力。其把握核心接受的是ELEKTRONIKON MkIV把握器，本身带有通讯接口,但是，四台空气压缩机没有实现远程监控系统,仅仅实现了就地设备联机.随着生产管理远程技 术的不断进展,现

2、有的参数监控不能够满足生产的要求,依据生产需求，要求实现远程监控系统,提高生产 自动化程度，同时能够进行远程数据参数设定,报警把握,接受上位机的报警，实现远程操作与管理功能， 同Modbus协议, 监控系统的结构组成和接受Modbus协议来实现监控对象数据的通讯方式，该远程监控系统实现了空气压缩机组的智能化把握，使得空气压缩机组运行更牢靠平安.Modbus协议Modbus协议是Modicon公司开发的一种工业通信和分布式把握系统协议。主要是应用于工业设备通讯 和分布式把握系统,是一种异步半双工通讯的对等网络协议,其物理接口接受RS485方式.通讯协议、把握器 备可以连接成工业网络,进行集中监控

3、和把握.1Modbus/应答方式,每种命 报文进行响应。网络中的每个从机都必需安排给一个唯一的地址，主机发出的命令中含有要求访问的从机 地址，只有具有该地址的从机才会对该命令响应。在Modbus协议中使用RTU和ASCII两种传输模式.RTU模式的传输格式是8个数据位,2个停止位,没有奇 偶校验位。RTU3个半的字符时间后仍旧没有新的字符或者没有完成帧,接收设备就会放弃该帧,并设下一个字符为新一帧的开头。在RTU模式中，1字节的信息作为一个8位字符被发送；而在ASCII模式中则作为两个ASCII字符被发送。如“08”发送时,接受RTU模式时为“00001000”，ASCII模式则成为“0011

4、0000”+“000111000“（ASCII字符的“0和“8).因此，发送同样的数据时,RTU模式的效率大约为ASCII模式的两倍，一般接受RTU模式。3。监控系统的功能与作用 下，铺张人力、物力的问题，加快信息传递、交换和处理速度，保证监控系统的平安性和牢靠性,提高控 制系统的自动化、智能化和人性化水平.远程监控系统实现的主要功能：提高空压机供电系统的牢靠性 , 并且显示两路供电系统的工作状态;监控人员在主控室可以对四台空压机设备进行远程启动和停止把握； 对每台空压机的温度可进行远程测量，并设定报警温度；对供气压力进行实时监测，实现供气压力欠压 和过压报警；可以远程设定供气压力参数，且参数

5、可以在线进行修正；实现各种故障状况下的报警和正 常运行的工作报表.监控系统结构与实现GA55P3型号的压缩机把握核心接受的是ELEKTRONIKON MkIV把握器,该把握可以接受本地把握方式也可以接受网络或者Modbus协议来实现远程把握，但实现这种把握方式,配置专用的网络模块服务器Atlas CopcosModbusProxy Server，作为交换机,工作面把握机作为上位机，PLC作为从机的把握器.通过Modbus协议来实现多台把握压缩机的远程监控系统,其系统结构图如1所示.对于每台ELEKTRONIKON MkIV把握器的空压机都有其唯一的节点地址，通过Modbus协议可以实现系统的远

6、程监控功能.PLC接受FX2N48ER系列，具体参数选择如下章,监控系统对这个空压机运行状态及两路供电状况进行监测和把握,系统集通信、把握、报警于一身。系统的监控原理如图1所.1 远程监控系统结构图地址的安排Modbus是一个恳求应答协议,并且供应功能码规定的服务.当在Modbus网络上通信时，Modbus协议打算了每个把握器的设备地址，识别按地址发来的消息，打算要产生何种行动。假如需要回应，把握器将生成 反馈信息并用Modbus 协议发出。把握器能设置为两种传输模式（ASCII或RTU）中的任何一种，在标准的Modbus网络中进行通信，接受Modbus协议的RTU传输模式来实现在较短的时间内

7、尽可能多数据传输量.2ELEKTRONIKON MkIVRS48511ELEKTRONIKON MkIV4。2 传输模式引脚号码实现功能GNDReservedTxD/RxD+RTSGND6+5VReservedTxD/RxDReservedMODBUSRTU模式的帧格 式如表2所示：表2 MODBUS 通信协的议帧格式起始位码终端设备地址数据信息内容 CRC校验 结束位码T1T2T3ADDRESS8bit8bit16bit CRCT1T2T3其中，T1 T2 T3 不代表数据，仅表示338位二进制数; 数据字段内包含从机执行某类任务的功能代码、地址参数或数据信息，数据字长与功能代码有关；通信线

8、 路受到干扰时可能会造成数据传输出错,为削减传输错误，可接受适当编码来检错。MODBUS通信协议对 错误数据的处理方法为：若信息数据错误（如从机地址非法、冗余校验出错），, 报文被认为不行靠，从机不对此作出应答;若功能字段非法或数据地址非法而校验正确，此类错误属于人 为操作错误,从机对此报文回发出错应答信息。3通讯的实现Modbus协议通讯时主机首先向从机发送通讯恳求命令字符串,从机接收到命令字符串后,依据命令字符串中的命令码向主机作出相应的回答,完成一次通讯，整个的网络通讯都是由主机进行调度.Modbus功能码说明如表3所示。功能码功能3 Modbus 功能码说明读取内部数字量保持线圈状态读

9、取外部输人数字量线圈、继电器状态读取内部模拟量保持存储器内容读取外部输人模拟量存储器内容设置单一内部数字量保持线圈状态设置单一内部模拟量保持存储器内容读取内部特定线圈状态通讯系统自诊测试09-OE0F设置一组内部数字量保持线圈状态设置一组内部模拟量保持存储器内容以01功能码为例来实现数字量数据读取和远程操作功能的通讯过程，如表4、5所示。4 01 功能码地址的功能设定表地址码功能作用备注 0001Stopped (=0） / Running (=1)停车/运行0002Unload (=0）/ Load （=1）卸载/加载0003General Warning综合报警0004General Sh

10、utdownWarning 综合故障跳机+报警0005General Shutdown综合故障跳机0006General Service综合保养0007General Start Failur 综合起动失败0008Emergency Stop紧急停机0009Manual （=0) /Automatic (=1)手动/自动运行0010Local （=0）/ Remote （=1）本地/遥控把握5 部分模拟量输入地址和设定值表地址中文名称报警值跳机值传感器量程读数进程0002空气出口压力0。750。780-1。2Mpa0。01BAR0004油分别器压力0。8X0.03。00.01BAR0010主机

11、出口温度10011040 - +951软件编程PLC 与其本身把握器,通过组态软件编程实现空压机集中监控系统,PLC 输入量主要有：系统启动、上下限温度设定开关输入、上下限压力设定开关输入、压力参数的模拟量输 入、温度模拟量输入、两路电源的输入检查等；输出量主要有:空压机工作启动输出、多台空压机联机工 作条件输出、两路电源工作切换把握输出、相应的报警输出等；文本显示主要是通过对工作状态即使检 查而生产的记录，包括压力温度等参数.监控人员在主控室可以对四台空压机设备进行远程启动和停止控 制;对每台空压机的温度可进行远程测量，并设定报警温度；对供气压力进行实时监测，实现供气压力欠 运行的工作报表。

12、工艺状况选择FX248ER 共输入2；输出24点（继电器输出方式，选择FX24AD,4通道A/D 两块、FX2N485BD RS485 0-1.5Mpa，实现对供气管道压力测量.6.5，通过总线把上位机与PLC 进行连接,PLC 通过RS485 通信外，还与其它输入和输出连接，对设备进行把握，参数设定通过上位机设定，各种运行参数文本，都保存在上位机上， 可以查阅状态。编程有参数设定页面、启动运行页面、正常工作页面、日志记录页面。其中故障显示在正常工作页面，在各页面上设定有信任的操作按键。其软件编程结构如图2 所示。2 软件编程结构图.用户在 使用过程中无须生疏简单的通信协议、无须把握太多的编程技术，只需依据规定的步骤设置相应的参数和 使用其图形界面系统就可以便利地进行设备的连接、画面的开发、简洁程序的编写从而完成一个远程监控 系统的设计5 结束语Mo