基于Modbus协议的空调控制系统

　　1 引言

　　Modbus 是工业通讯通用协议中的一种，已被众多的厂商所支持并广泛用于工业控制领域，并且也是诸多中国国家工业总线通讯gb标准之一。通过modbus协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间通信实现监控。modbus作为一种通用工业标准，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

　　早期的车间自动化设备基于硬接线plc组建控制系统，虽然硬接线方式具有可靠、稳定的优点，但对于大规模自动化系统布线成本偏高。若采用modbus协议等通用工业标准，可减少plc模件使用量，缩减电缆费用，从而降低工程造价。本文结合工程实际，介绍modbus协议在空调控制系统中的应用。

　　2 电厂空调系统案例

　　2.1 modbus通讯协议简介

　　modbus 通讯协议，是一种串行的、非同步的主从通讯协议，网络中只有一个设备能够建立协议，其它的设备只能通过提供数据响应主机的查询，或根据查询做出相应的动作。modbus协议定义了主机查询的格式，其包括：主从机的编址方法(或广播)，要求动作的功能代码，传输数据和错误校验等，或不能完成主机要求的动作，它将组织一个故障作为响应。modbus协议不需要特别的接口，典型的物理接口是rs485。在modbus通讯网络中，一般可提供ascii、 rtu、plus、tcp/ip等通讯模式。在实际应用中，可以使用rs232、rs485/422、modem加电话线、以及tcp/ip来联网。所以，modbus的传输介质种类较多，可以根据传输距离来选择。

　　2.2 工程背景

　　某电厂设计有4套集中空调系统，配置了触摸屏可就地控制，要求在暖通控制室远程监控。每套空调配有西门子小型plc程控装置，留有远程硬接线接口，该plc带有485接口，支持modbus协议，因此可通过通信方式实现机组的远程监控。

　　暖通控制室距空调机组大约200米，因此可组建简单方便、成本低的rs485/modbus网络。采用modbus的rtu形式，这种接线方式为总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接32个结点。

　　考虑辅助控制系统plc设备统一性，选用罗克韦尔的1763-l16bwa处理器作为该rs485/modbus通讯网络的主站，4个空调机组plc作从站，用一根对绞线电缆以总线方式把主站与从站连接起来，建立简单的rs485/modbus通信网络。1763-l16bwa带有以太网接口，通过交换机与操作员站连接，便可在上位机对空调机组进行监控。

　　2.3 控制系统实现

　　当一个modbus-rtu主站想要从一台从站得到数据的时候，这个主站会发送一条包含该设备地址、功能代码、所需要数据以及一个用于检测错误的求和校验码的信息。网络上的所有其它从站都可以看到这一条信息，但是只有地址被指定的设备才会作出反应。