基于MODBUS现场总线的综采工作面大型设备监测监控系统VIP专享VIP免费

基于MODBUS现场总线的综采工作面大型设备监测监控系统的研究耿蒲龙，宋建成（太原理工大学，山西太原030024）摘要：为了更大程度地提高矿井安全水平、迎合未来无人化工作面发展趋势，实现对矿井综采工作面大型设备的监测监控至关重要。本文简要介绍了Modbus通讯协议，重点阐述了综采工作面大型设备实现远程监测监控功能的软硬件技术方案。在HT6L1-400Z/1140智能型组合电器的基础上采用Modbus现场总线，编制了通讯程序，实现了综采工作面大型设备的远程监测监控。关键词：Modbus现场总线；综采工作面；监测监控；通讯文献标识码：BStudyontheMonitoringandControlSystemforLargeEquipmentinFullyMechanizedFaceBasedonModbusFieldbusGENGPu-long,SONGJian-cheng(TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China.)Abstract:Inordertogreatlyimprovethesafetyofmineandmeetthetrendofunattendedoperationinfullymachanizedface,it’sveryimportanttomonitorandcontrollargeequipmentsautomatically.TheModbuscommunicationprotocolisbrieflyintroducedinthispaper,andtheemphasisisputonexpoundingthetechnicalschemeofhardwareandsoftware.CommunicationprogrammehasbeendesignedbyModbusfieldbusbasedonHT6L1-400Z/1140intelligentswitchgear,andtheremotemonitoringandcontrolforlargeequipmentshasbeencarriedoutinfullymechanizedface.Keywords:Modbusfieldbus;Fullymechanizedface;Monitoringandcontrol;Communication现场总线技术是当今自动化技术研究的热点之一，它应用于工业现场可以在微机集控设备之间实现双向串行多节点数字通讯。它把单个分散的被控设备作为网络节点，以现场总线为纽带，把所有被控设备连接成可以相互沟通信息、共同完成自动控制任务的网络系统，具有分散控制、系统结构简单、节约硬件设备、易于安装维护等优点。为了更大程度地提高矿井安全、迎合未来无人化工作面发展趋势，煤矿井下综采工作面大型设备远程监测监控功能的实现至关重要。目前综采工作面的大型设备如采煤机、刮板输送机、破碎机、转载机等大都采用智能型组合电器进行集中控制，但缺乏远程监测监控功能。本文以HT6L1-400Z/1140智能型组合电器为研究对象，根据煤矿现有安全生产监测监控系统的网络特点，采用Modbus总线技术编制了通讯软件，实现了组合电器与安全监测监控系统的无缝链接，达到了对大型设备远程监测监控的目的。1Modbus协议简介Modbus通讯协议由Modican公司开发，是当今主流现场总线协议之一。通过它，集控设备相互之间、集控设备经由网络和其它设备之间可以通讯；通过它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业控制网络，进行集中监控等。该协议有以下特点[1-2]：物理接口符合EIA-485规范；能组成主从访问的单主控制网络；通过简单的通讯报文完成对从节点的读写操作；当主节点轮询即逐一访问从节点时，要求从节点返回一个应答信息；主节点也可以对网段上所有从节点进行广播通讯。Modbus通讯协议有两种消息帧格式：ASCII和RTU帧格式。ASCII消息以冒号字符开始，以回车换行符结束，其它域使用的传输字符为十六进制；RTU消息则以传递一段空闲时间为开始和结束，这段时间不小于3.5倍的字符发送时间T，一般取4T。Modbus通讯协议定义了在这些网络上连续传输的报文帧格式，确定了将数据打包成报文帧以及解码的方法。采用RTU格式的Modbus通讯协议报文帧格式如表l所示。表1.Modbus通讯协议的RTU报文帧格式开始地址域功能域数据域CRC校验结束4T8位8位n个8位16位4TRTU帧中各功能块作用如下：地址域：地址域为被查询的从节点地址，它所表示的从节点有效地址范围为0～247，其中0表示广播地址。功能域：功能域的代码范围是1～255。有些代码适用于所有控制器，有些代码用于特定控制器，还有些保留以备用户功能扩展使用。当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如功能编码03H为读寄存器(内部字变量)，用于读取从节点的寄存器值。数据域：数据域包括本帧数据域的字节数量、数据字节l～n，这些数据可以是I/O值、状态数据或其它测量控制信息。CRC校验域：在Mo...