采用MODBUS/TCP通訊解決曲軸條碼數據傳輸問題

2016-07-09 06:30:33申紅森

制造業自動化 2016年5期

關鍵詞：數據傳輸

申紅森

（上汽通用五菱汽車股份有限公司　發動機制造部，柳州 545007）

采用MODBUS/TCP通訊解決曲軸條碼數據傳輸問題

申紅森

（上汽通用五菱汽車股份有限公司發動機制造部，柳州 545007）

摘要：作者通過發動機工廠曲軸最終測量機的測量報告中增加條碼問題分析和研究，利用現有的工業以太網網絡，搭建了MODBUS/TCP通訊工作平臺，實現了利用MODBUS/TCP網絡對曲軸條碼數據的傳輸，解決了曲軸測量報告中增加曲軸條碼數據的問題，實現了曲軸生產過程中的可追溯性，提高了產品質量可靠性。

關鍵詞：數據傳輸；MODBUS/TCP；質量追溯；數據通訊

0　引言

上汽通用五菱汽車股份有限公司發動機曲軸生產過程中，要對曲軸的測量結果進行追溯、存檔。如果曲軸最終測量機生成的測量數據Q-DAS報告中沒有曲軸條碼的二維碼信息（如圖1所示），就查不到相應零件的測量報告，無法確認零件身份，對零件進行追溯，對于測量不合格或是測量超差零件的測量報告無法準確的與零件對應，容易造成不合格零件逃逸。

圖1　沒有零件號碼的測量數據記錄

識別曲軸身份的二維碼讀碼槍集成在用于測量機動作控制的PLC上，測量軟件是運行在IPC（工業計算機）上的，因此，PLC將讀碼槍讀到的曲軸號碼傳給測量軟件是一個必要的環節。目前使用較多是采用PROFIBUS方案，該方案對于IPC來講，需要增加PROFIBUS卡的投入，而且數據傳輸量小，傳輸速度慢。而MODBUS/TCP是一種基于工業以太網的協議，易用，穩定可靠，故選擇此課題，嘗試采用MODBUS/ TCP通訊，實現IPC與PLC之間的通訊。實現曲軸串號與測量結果的綁定。

PROFIBUS通訊在工業控制領域使用廣泛，有豐富的產品和應用案例。但是隨著互聯網技術的發展，數據傳輸和處理量不斷增大，另一方面，工業領域采用以太網TCP/IP的通訊硬件和應用越來越廣泛，在現有的以太網裝置上增加MODBUS/TCP的通訊應用不需要增加硬件投資，而且也是一種免費的協議，應用成本較PROFIBUS低，抗干擾能力強，傳輸距離遠，在電控柜，工控電腦之間進行大量的數據傳輸和通訊具有較大的優勢，越來越多的技術方案中采用該方式進行工業控制。西門子，力士樂，羅克韋爾，施耐德等工業控制領域的企業都在大量使用這種技術。因爾，基于以太網IP/ TCP的MODBUS/TCP因其靈活的適應性而具備了很大的在工業控制領域的應用空間。

Modbus是一種開放的協議，始于上世紀90年代，于99年對協議進行了，IANA（Internet Assigned Numbers Authority，互聯網編號分配管理機構）給MODBUS/TCP協議分配的TCP端口502，可以從www. Modbus.org下載到MODBUS/TCP協議詳細說明。圖2給出MODBUS/TCP協議的常用功能代碼，從中我們可以看到MODBUS/TCP協議可以實現很多功能。

1　方案設計及實施

1.1通訊方式

通過PROFIBUS總線的聯接模塊聯接讀碼槍，將曲軸條碼通過二維碼讀碼槍讀到機床PLC中，然后通過MODBUS/TCP將數據傳給MARPOSS測量軟件Quick SPC，并由測量軟件生成測量Q-Das測量數據。通訊方案示意圖如圖2所示。

圖2　MODBUS/TCP協議常用功能代碼

圖3　通訊方案聯接示意圖

1.29066數據處理

機械手放曲軸在機床內時，觸發讀碼槍讀碼，PLC讀到碼后，傳給PLC中設置MODBUS/TCP數據地址，在9066中的SPC軟件增加MODBUS/TCP通訊模塊，MODBUS/TCP是基于以太網TCP/IP的通訊協議的，MODBUS/TCP模塊讀取PLC中的曲軸二維碼信息，然后將信息QUICK SPC軟件中的STACTIC模塊將曲軸二維碼信息寫入Q-DAS數據，生成測量報告。時序圖如圖4所示。