【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位。涉密論文按學校規(guī)定處理。燃油保障國家的能源供應，每年都在以10%左右的速度增長。目前我國已成為僅次于美國的世界第二潤滑油。隨著十二五規(guī)劃的展開，大量的經(jīng)濟建設(shè)勢必將使?jié)櫥托枨罅考ぴ?。其中石油潤滑油的用量占全部潤滑油的。研究表?廢油中含有大量對人體有害的物質(zhì),如有。染,危害環(huán)境和人們的健康。水生動植物生態(tài)平衡很快遭到破壞。利用應該受到高度重視。近年來,世界各國對。常減壓蒸餾溶劑處理加氫精制；薄膜蒸發(fā)器高真空蒸餾加氫精制[3]；

　　

【正文】 兩種傳輸方式 控制器能設(shè)置為兩種傳輸模式（ ASCII或 RTU）中的任何一種在標準的 Modbus網(wǎng)絡通信。用戶選擇想要的模式，包括串口通信 參數(shù)（波特率、校驗方式等），在配置每個控制器的時候，在一個 Modbus網(wǎng)絡上的所有設(shè)備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。所選的 ASCII或 RTU方式僅適用于標準的 Modbus網(wǎng)絡，它定義了在這些網(wǎng)絡上連續(xù)傳輸?shù)南⒍蔚拿恳晃?，以及決定怎樣將信息打包成消息域和如何解碼。 （ 1） ASCII 模式 當控制器設(shè)為在 Modbus 網(wǎng)絡上以 ASCII（美國標準信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個 8Bit 字節(jié)都作為兩個 ASCII 字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點是字符發(fā)送的時間間隔可達到 1 秒而不產(chǎn)生錯誤。 （ 2） RTU 模式 當 控制器設(shè)為在 Modbus 網(wǎng)絡上以 RTU（遠程終端單元）模式通信，在消息中的每個 8Bit 字節(jié)包含兩個 4Bit 的十六進制字符。這種方式的主要優(yōu)點是：在同樣的波特率下，可比 ASCII 方式傳送更多的數(shù)據(jù)。 隨著儀表自動化技術(shù)的提高，帶各種通訊接口設(shè)備和現(xiàn)場總線設(shè)備將被大量應用到工業(yè)現(xiàn)場領(lǐng)域，使全數(shù)字化、串行、雙向、互操作多快好省的遠距離大數(shù)據(jù)量通訊成為可能．為數(shù)據(jù)監(jiān)控和管理中心監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)及現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)和分析挖掘數(shù)據(jù)關(guān)系提供了方便。 Modibus RTU 通訊是現(xiàn)場總線實現(xiàn)的一個簡單例證，成功的解決了現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù) 和 PLC 通訊問題，節(jié)省了因標準儀表信號布線所需的大量電纜，并且可靠性得到了大幅度提高。 ModBus RTU 通訊協(xié)議是 Modicon 公司的注冊商標 ,采用主從問答方式工作，是目前國際智能化儀表普遍采用的主流通訊協(xié)議之一。 ModBus RTU 通訊協(xié)議有兩種傳輸模式，分為 RTU 模式和 ASCII 模式，其中 RTU 模式信息幀中的 8 位數(shù)據(jù)包括兩個 4 位 16 進制字符，相對于 ASCII 模式， RTU 模式表達相同的信息需要較少的位數(shù)，且在相同通訊速率下具有更大的數(shù)據(jù)流量。因此通常情況下，一般工業(yè)智能儀器儀表都是采用 RTU 模式。 MODBUS RTU 通訊協(xié)議，允許一臺主機和多臺從機之間進行數(shù)據(jù)通信 ， 通訊方式采用主機請求，從機應答，即：主機提出命令請求，從機接收數(shù)據(jù)后作數(shù)據(jù)分析，如果數(shù)據(jù)滿足通訊規(guī)約，從機作數(shù)據(jù)響新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 38 應。 由于電量監(jiān)控點較多，而且分布較廣，因此單獨布線不僅增加了工程量，而且對于資源也是浪費，如果所選用的電力儀表具有通訊功能，不僅可以獲得更完整的信息，而且節(jié)省了大量的布線。 如果 采用點對點的連接，全部的電量監(jiān)測量大約為個 62 數(shù)字量， 25 個模擬量，需要 2 個 16 路 DI， 3 個 16 路 DO,2 個 16 路AI， 1 個 16 路 AO 不僅占用大量有限資源 ，而且信息無法滿足監(jiān)測的需要。在改進中，決定采用總線通訊方式，利用雙絞線來取代大量的點對點接線工作，通過CP341 串行通信模塊上的 RS485 通訊接口，按照 Modbus 協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換，既可以得到更詳盡的信息，又降低了生產(chǎn)成本，同時 為 遠程 控制 打下了基礎(chǔ)。 不論采用哪種方法編寫的串行端口通信程序，一般都可分為以下幾個過程 :（ 1）初始化串行端口 在初始化程序中，需要設(shè)定好整個幀結(jié)構(gòu)的命令數(shù)組、傳輸波特率、奇偶校驗、停止位，開辟數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，完成一些必須的串口初始化設(shè)定。 （ 2）數(shù)據(jù)傳輸 讀寫串行端口可分四種方式 :查 詢方式、同步 I/O、異步（后臺） I/O 和事件驅(qū)動 I/O。命令字的發(fā)送應該嚴格按照 Modbus 規(guī)約所設(shè)計的幀格式和上下位機在該規(guī)約基礎(chǔ)上所定義的通信協(xié)議來編程。 （ 3）超時控制 為了防止意外情況使串口讀寫無休止地等待，必須在程序中設(shè)置超時控 制 （ 4） CRC 校驗的實現(xiàn) 目前儀表類比較普遍采用的是 CRC16 校 驗碼。其生成多項式為X16+X15+X2+1。在算法實現(xiàn)上，可以先預置一個 16 位的寄存器 FFFF（全 1），然后把 8 位的 2 進制數(shù)據(jù)（一個字節(jié)）與 16 位的 CRC 寄存器低 8 位異或，并把結(jié)果放回 CRC 寄存器同時寄存器 內(nèi)容右移， MSB 補 0，并檢查移出的 LSB。如果LSB 為 0 則繼續(xù)右移動，為 1 則 CRC 寄存器與多項式異或。重復上面操作到一個 8bit 字節(jié)完成，再繼續(xù)對下一個數(shù)據(jù)進行相同處理，直到所有數(shù)據(jù)結(jié)束。這個時候 CRC 寄存器中的數(shù)據(jù)就是我們所要的 CRC 碼了 [9]。 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 39 下圖為 Modbus 通信協(xié)議在異構(gòu)網(wǎng)絡下的廢油再生處理系統(tǒng)中的應用。 CP341 通信處理模塊 CP341 簡介 在實際生產(chǎn) 中往往遇到的系統(tǒng)是由 不同制造商生產(chǎn)的 控制設(shè)備 ,網(wǎng)絡設(shè)備和 傳感器，執(zhí)行器 組成的 異構(gòu)網(wǎng)絡 ，大部分情況下運行在不同的協(xié)議上支持不同的功能或應用。 如何使這些設(shè)備互聯(lián)通信成為系統(tǒng)設(shè)計中需要解決的一個重要問題。 圖 51 Modbus 通信協(xié)議在本系統(tǒng)中的應用 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 40 在目前的工業(yè)控制領(lǐng)域 ,Modbus 通信協(xié)議作為一種開放高效的通信協(xié)議為眾多現(xiàn)場智能測量檢測設(shè)備廣泛應用 ,因此 ,如何將這些具備 Modbus 通信接口的智能設(shè)備簡單有效地接入 PLC已經(jīng)成為各大 PLC廠家必須考慮的問題。西門子公司的 S7300系列中型 PLC以其卓越的性價比 ,在工控領(lǐng)域被廣泛應用 ,其提供 CP341通信處理模塊具備 1個 RS422/485接口 ,可實現(xiàn)與各種串口設(shè)備之間的智能通信。 CP341模塊是西門子 S7300/400系列 PLC中的串行通訊模塊。 CP341通訊處理器可以與各種 Siemens 模塊和非 Siemens 產(chǎn)品點對點連接： 該模塊具有 1個串行通訊口 (RS232C或 TTY或 RS485/422)， RS422/485的通訊最大距離位 1200m。支持以下協(xié)議 ASCII， ModbusRTU遠程終端， Data Highway(DF1協(xié)議 )，電氣接口為 15針 D型孔接頭?？梢允褂眠@種通訊模塊實現(xiàn) S7300/400與其它串行通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。例如打印機、掃描儀、儀表、 Modbus主從站、 Data Highway站、變頻器。USS站等 。 下面 就 CP341 Modbus 通信的概念、硬件接線、配置、編程和調(diào)試等做 介紹 與 CP 341 進行點對點連接所需的組件，要在通訊處理器和通訊伙伴之間建立點對點連接，您需要特定的硬件和軟件組件。 圖 52 CP341 串行通信模塊 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 41 需要的硬件組件： 圖 53 CP341 建立點對點連接所需的硬件組件 圖 54 CP341 建立點對點連接所需的軟件件組件 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 42 CP341 進行 MODBUS 主站通訊時，還需要插入硬件狗 (DONGLE) 。硬件安裝 MODBUS為單主站網(wǎng)絡協(xié)議，所以系統(tǒng)中只能夠有 一個 Modbus主站，并且只能夠?qū)崿F(xiàn)主站和從站的數(shù)據(jù)交換，從站之間不能進行數(shù)據(jù)交換。 CP341插入 MODBUS主站 Dongle或插入從站 Dongle,就可以作為 MODBUS主站，或者作為 MODBUS從站， 接線方法： CP341 的電氣接口類型，串行通訊模板 CP341 有 RS232C 或 TTY或 RS485/422 三種電氣接口類型。一般來講， RS232 的通訊最大距離為 15m， 20mA TTY 的通訊最大距離為 100m（主動模式）、 1000m（被動模式）， RS422/485 的通訊最大距離 位 1200m。 CPU、 CP 341 和通訊伙伴之間的通訊通過 CP 341 的功能塊和協(xié)議進行。 X27 (RS 422/485) 接口是一種符合 X27 標準、用于串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟罘蛛妷航涌?通訊處理器有兩種進行雙向數(shù)據(jù)通訊的操作模式：半雙工模式、全雙工模式數(shù)據(jù)在 CP 341 和通訊伙伴之間通過串行接口以字符幀的形式傳輸。 在現(xiàn)場應用中 CP341 往往都作為 Modbus 主站來讀取第三方設(shè)備的數(shù)據(jù) 。 RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種工業(yè)組網(wǎng)方式，其特點是實施簡單方便，而且現(xiàn)在支持RS485 的 儀表又特別多。現(xiàn)在的儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持 RS485/MODBUS，原因很簡單， RS485 的轉(zhuǎn)換接口不僅便宜得而且種類繁多。至少在低端市場上， RS485/MODBUS 仍將是最主要的工業(yè)組網(wǎng)方式。 CP341模塊可以同時與多臺串行通訊設(shè)備進行通訊。如同時連接多個變頻器、連接多個智能儀表等。如果采用 RS422/485 modbus RTU 通訊方式，需要在發(fā)送的數(shù)據(jù)包中包括站號、數(shù)據(jù)區(qū)、讀寫指令等信息。供 CP341 模塊所連接的從站設(shè)備鑒別數(shù)據(jù)包是發(fā)給哪個站的。以及該數(shù)據(jù)包是對那個數(shù)據(jù)區(qū)進行的讀或?qū)懙墓δ? 圖 55 CP341 硬件狗安裝方法 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 43 CP341 硬件參數(shù)化設(shè)置 自動化各個廠家在工業(yè)控制通信方面都有各自的通信協(xié)議及方式。西門子控制產(chǎn)品中通信主要有 MPI， Profibus,的控制進行通信交換數(shù)據(jù)。 Modbus 通信時常用的一種。下面就以 CP341 作為Modbus 作為主站， S7200 作為 Modbus 作為從站。 在您的計算機上首先安裝 STEP7 5． x 軟件和 CP341 模板所帶的軟件驅(qū)動程序模板驅(qū)動程序包括了對 CP341 進行參數(shù)化的窗口 (在 STEP7 的硬件組態(tài)界面下可以打開 )、用于串行通訊的 FB 程 序塊。當系統(tǒng)上電， CP341 模板初始化完成后，CP341 上的 SF 燈點亮 。 在硬件組態(tài)窗口中雙擊 CP341 模板，打開 CP341 模板的屬性窗口，選擇通訊協(xié)議 modbus，網(wǎng)絡工作方式設(shè)置為半雙工，請記錄下模板的硬件地址以便在編程序時用到。雙擊 CP341 模板屬性窗口中的 protocol 協(xié)議圖標進行協(xié)議參數(shù)設(shè)置，這里我們使用默認值： 9600bit/s ，8 data bits， 1stop bit， even parity。對的硬件組態(tài)存盤編譯，下載硬件組態(tài)．如果此時 sF 燈亮．請將通訊電纜與另一個通訊伙伴進行連接后． SF燈熄滅，說明硬件組態(tài)正確 。 調(diào)試 CP 341 要調(diào)試通訊處理器，需要按給定順序執(zhí)行以下操作： （ 1） 安裝 CP 341 安裝 CP 341 包括將其集成到可編程控制器的安裝導軌（機架）中 （ 2） 組態(tài) CP 341 CP 341 的組態(tài)涉及其在組態(tài)表中的布局。 可以使用 STEP 7 軟件組態(tài) CP 341。 （ 3） 為 CP 341 分配參數(shù) CP 341 的參數(shù)分配涉及協(xié)議的特定參數(shù)的創(chuàng)建和用于打印輸出的消息文本組態(tài)。 通過使 用 CP 341：點對點通訊，參數(shù)分配參數(shù)分配界面來執(zhí)行 CP 341 的參數(shù)分配。 （ 4） 保存參數(shù)數(shù)據(jù) CP 341 的參數(shù)分配數(shù)據(jù)存儲涉及保存參數(shù)，將參數(shù)裝載到 CPU 以及將參數(shù)傳送到訊 處理器。 使用 STEP 7 軟件存儲參數(shù)分配數(shù)據(jù)。 （ 5） 為 CP 341 創(chuàng)建一個用戶程序 CP 341 的編程涉及使用 STEP 7 用戶程序到相關(guān)聯(lián)的 CPU 的 CP 341 的編程接口使用 STEP 7 軟件的語言編輯器對 CP 341 進行編程。 1 在 HW Config 中點擊 CP341 屬性中 /General/Parameter 按鈕。 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 44 2 在 Protocol 菜單中選擇 MODBUSSlave 選項。 3 首次使用 CP341 MODBUS 主站 Protocol 設(shè)置前，需對 CP341 進行相應驅(qū)動下載（ Load Drivers） 。（必須采用 MPI 連接方式，將 PLC 置于 STOP 后，點擊 Load Drivers按鈕。） 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 45 4 CP341 作為從站 (SLAVE) 協(xié)議設(shè)置： （ 1）定義 CP341 作為從站通訊時的通訊波特率、楨特性和主站一致，以及協(xié)議參數(shù)中的 Slave Address（即：在主站發(fā)送的請求 信息中用到的從站地址）。 （ 2）根據(jù)實際連線方式，設(shè)定接口 方 式。 新疆大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 46 編寫通行程序 在安裝完 CP34x/CP44x的驅(qū)動程序， Modbus主站軟件， Modbus從站軟件等 3個軟件后，你可以在目錄 ?. \