摘要：本文主要讨论了NETWORK6000分散控制系统T103控制器的Modbus通讯接口方式、通讯协议格式、通讯能力，以及NETOWORK6000分散控制系统通过Modbus通讯接口与温度巡测仪表、SOE仪表实现数据通讯的联接方案。
　　
　　一概述
　　
　　分散控制系统设计的zui重要的思想是信息集中、控制分散”从其诞生、发展、到现在，数据网都是其中的重要组成部分，它是将DCS的“集中”与“分散”两种思想溶为一体的关键部件。在其发展的初期，各大DCS厂家都为自己的DCS开发了高性能的网络产品，然而随着工业过程控制系统集成化要求进一步提高，对于网络产品的要求不再仅仅是性能的可靠和数据传递能力的优异，网络的开放性能越来越成为衡量其控制系统品质的重要标志。
　　
　　NETWORK6000分散控制系统（英国EUROTHERM公司产品）顺应了这一发展趋
　　
　　势，由高到低的Ethemet网、LIN网、ALIN网三层主干通讯网络上，Ethernet网可与符合以太网通讯协议的外部设备进行通讯；LIN网联接分散控制系统的操作员站与T103控制器；ALIN网完成T103控制器与过程I／O模件之间的通讯。而在T103控制器上设置有RS／485串行通讯口（T103控制器上固化了ModiconModbus协议），可以方便地实现与支持Modbus通讯协议的外部实时控制设备进行通讯，由于具有Ethernet网、Modbus接口这两层开放的数据通讯通道，使得NETWORK6000分散控制成为一个*开放的控制系统。
　　　　二T103控制器的Moudbus通讯协议
　　
　　NETWOK分散控制系统T103控制器的串行Modbus通讯协议已经固化在T103中，是T103控制器软件的一部分，可方便而灵活地组态；由于Modbus是一个公开的异步串行通讯协议，因此其通讯规约对用户来说是*透明的，所以就用户实现NETWORK6000与外部实时监控设备的联接而言，其主要的工作就仅仅是理解和确定Modbus协议信息格式及其相关参数。
　　
　　Modbus协议是一种含有主从应答和广播两种方式的串行通讯协议，它zui早是由美国GOULD公司开发并应用于其PhC产品，由于该通讯协议具有*的命令集和简洁明确的组织概念，现时它已经成为一种典型的串行通讯规约，得到了广泛的应用。由于异步串行通讯的速度较低，因此在应用中Modbm一般均采用主从通讯方式，在Modbus网络上挂接一个主站和多个从站，主站负责整个Modbus网络的管理工作，只有它才能主动地在网上传递数据。而以从站号相互区分的多个从站，不能主动地进行网上的任何动作，从站只有在收到主站发出数据要求命令时，它才会向网上发送数据。
　　
　　T103控制器的Modbus接口，采用ModiconModbusRTU方式。ModbusRTU协议
　　
　　的命令字包含命令的起始位、从站号、功能码、数据组、CRC校验码。主系统通过命令中的从站号选中欲与之通讯的从设备，利用功能码和数据组向从设备提出数据要求。当从设备接受到主系统的请求数据命令后，按照功能码要求执行相应的动作，其返回的命令字格式也包含起始位、本设备从站号、功能码、数据组、CRC校验码。网上设备根据接收的命令字生成CRC码，与命令字自带的CRC校验码相比较，如果两个CRC码相等；认为通讯成功，否则标志着通讯失败。
　　
　　下面以03功能码为例说明在主从通讯方式下Modbus网络上数据传输的一般规则。使用03功能码由从站读取数据是一种常用的方法，其原本的PLC概念是ReadHoldingRegisters，实际网上数据如表一所示。首先由主站向从站发出数据要求使命令字，例中的从站号是11号，数据组的意义是要求数据的起始地址及数据量。这样一个命令是发向网上的11号从设备，要求从006B开始的3个数据。
　　
　　当11号从站接收到这样一个命令字后，它将返回如表二所示的命令字，主站要求的功能码原样返回，表示从站已正确地接收到主站要求命令。数据组中，包含了数据组的长度及主站要求的各个数据。在此例中，1l号从站返回了6个字节的数据，分别是022B、0001、0002。当主．站收到这个命令字后，则标志本次通讯完成。
　　
　　T103控制器中的Modbus组态是以Modubs数据表为主的对象概念。T103控制器在Modubs网上既可以作为主站，也可以作为从站。作为从站时，本站设有从站号，其中的数据组成以一张数据表来表示。在此表中定义了数据在Mot,bus网上的地址和数据与T103控制器数据库的连接。作为主站时，其中的数据组成包括zui多16张数据表格，对应于每一张数据表，都有一个站号，以说明这张数据表将和哪个一个从站中的相应数据进行数据传输。
　　
　　T103控制器zui多可对16个从站进行通讯管理。通讯管理有两种方法：在默认情况下，按顺序对16张表进行循环扫描；也可以控制任意一张表格的数据传输，控制条件是通过T103控制数据进行组态。因此，T103中的Modbus组态给我们提供了极大的便利，可以用来完成一些较为复杂的网上行为。
　　
　　由以上的讨论可知：在Modbus上，主站的作用是关键的，其工作状态正常与否，关系到整个Modbus的工作是否正常。设计中确定以T103控制器为主站，这主要是基于T103具有较高的可靠性。当然，考虑到数据的流向，将T103控制器作为从站，如果其工作不正常，那么设计中的数据传输也不能完成。因此定义以T103控制器为主站，欲与之进行通讯的设备定义为从站的设计应是一个比较合理的配置。
　　
　　三通讯能力
　　
　　如果一个模拟量测点按三位浮点数计算，加上起始位、本设备从站号、功能码、数据组、CRC校验码等，平均约有54个bit，如Modbus的通信速率选择19200bit／s，通讯负荷按40％计及，则每秒约可传送142个模拟量测点。如欲通讯的外部设备为温度巡测仪，而一般温度巡测仪的扫描速度为两秒1点，一台60点温度巡测仪的扫描周期为两分钟，那么理论上一台T103具有与zui多280台60点温度测仪的通讯的能力，而且不会因为Modbus的通信能力影响数据的响应速度。
　　
　　四应用方案的实施
　　
　　南京下关电厂2台125MW机组采用NEqWORK6（X）0分散控制系统实现机组的数
　　
　　据采集及闭环控制功能。为节省投资，工程实施方案中成功地将六台温度巡测仪（约360点温度参数）及1台SOE仪表（酗点开关量参数）通过T103控制器的Modbus接口与DCS完成了通讯，实现了检测数据的共享。由于巡测仪的数据传输比较简单，为此对于每一台巡测仪，我们在T103控制器中设计组态了一张数据表，T103控制器周期性地对其发出数据请求命令，完成巡测仪数据在DCS中的刷新；而对SOE仪表，只在机组发生事故的情况下，它才需要向T103控制器传递事故数据表。那么T103怎样才能知道SOE仪表发生了事故，然后才向其发送数据请求命令呢？方案是为SOE仪表设计了两张数据表，一张是事故数据表，而另一张为事故状态标记表。正常情况下，T103控制器定期地向SOE发送事故标记的请求使命，一旦发现事故标记位置，则认为有事故发生，于是T103控制器再向SOE发出事故表的数据请求命令。而在此Modbus网络组态设计中只有T103控制器能够主动地发送数据。这样设
　　
　　计对于数据通讯能力并有很可很强的串行通讯方式而言，能较大幅度地降低网上通讯的负荷量，合理运用Modbus的网络资源是非常有意义的。
　　
　　在实际方案实施过程中，将Modbus的相关参数统一如下：
　　
　　通讯协议：ModbusRTU
　　
　　串行口类型：RS~422
　　
　　波特率：9600BPS
　　
　　奇／偶校验：无
　　
　　数据位：8位字节
　　
　　停止位：1位
　　
　　无硬件握手
　　
　　五结论
　　
　　这里讨沦的T103控制器的Modbus作用类似于现场总线，因此除本案讨论的设备外，电厂其它具备M0dbus接口的控制系统（如程序控制系统）也可以这样的通讯接口形式与NETWORK6000分散控制系统进行数据通讯，实现数据共享，这对于提高过程系统集成化程度，降低控制系统成本有着一定的现实意义。
　　
　　NETWORK6000分散控制系统带有Modbus这样一个有效的标准串行通讯接口，
　　
　　使整个系统的网络开放性大为提高。由于Modbus的通用性，使得T103能够与各种运行Modbus协议的设备互连，同时由于Modubs协议的公开性和简单有效，为各厂家开发支持Modbus的设备提供了便利。而且，由于NETWORK6000系统Modbus组态工具方便灵活，更为工程设计人员提供了一个较强功能的串行通讯手段。
　　
　　纵观分散控制系统的发展过程，展望其发展趋势，我们相信，就系统网络的开放性而言，仅仅是停留在串行通讯的模式上是不合适的；同时，就地安装的DCS远程I／0的发展，也要求推出一种高性能的现场总线，如果能够出现一种通用、标准的、开放的现场总线网络，那么这将是我们所愿意看到的，这将是对包括NETWORK6000制造商在内的各DCS厂商提出的一个新课题。