基于Modbus-TCP 協(xié)議的智能電表與西門子PLC 通訊

錢 進(jìn)，陳 暉，郭 鵬，徐 麗

（江蘇揚(yáng)力鑄鍛有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225104）

隨著智能電表在機(jī)床行業(yè)的廣泛應(yīng)用，當(dāng)客戶需要了解機(jī)床的各項(xiàng)用電參數(shù)時(shí)，需在智能電表上通過按鍵方式來回切換顯示頁面，才能找到所需查看的參數(shù)，操作不是很方便，因此，通過智能電表加裝以太網(wǎng)模塊與PLC 通訊，可以實(shí)現(xiàn)在觸摸屏的同一畫面上顯示智能電表的各項(xiàng)參數(shù)，這樣查看起來比較方便、直觀。

1 通訊硬件構(gòu)成

在觸摸屏上做出智能電表各相關(guān)參數(shù)的顯示頁面，將PLC 作為上位機(jī)，智能電表作為下位機(jī)，采用Modbus-TCP 通訊，將智能電表各相關(guān)參數(shù)讀取到PLC，再通過觸摸屏與PLC 通訊，將智能電表各相關(guān)參數(shù)在觸摸屏上顯示出來，其電氣框架如圖1 所示。

圖1 電氣框架圖

2 智能電表配置

進(jìn)入智能電表設(shè)置網(wǎng)頁，打開網(wǎng)絡(luò)配置和服務(wù)器數(shù)據(jù)段配置分別進(jìn)行設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)配置的設(shè)置如圖2所示，服務(wù)器數(shù)據(jù)段配置如圖3 所示，根據(jù)智能電表說明書上的相關(guān)地址，將地址劃分為5 個(gè)數(shù)據(jù)段分別進(jìn)行存儲(chǔ)，前面一欄填寫起始地址，后面一欄填寫寄存器數(shù)量。

圖2 網(wǎng)絡(luò)配置

圖3 服務(wù)器數(shù)據(jù)段配置

以西門子PLC、西門子觸摸屏、上海二工智能電表為例，電氣系統(tǒng)配置如表1 所示。

表1 電氣系統(tǒng)配置表

3 PLC 編程與監(jiān)控

PLC 程序中添加Modbus-tcp 程序塊，在程序塊中進(jìn)行編程，如圖4 所示，當(dāng)該段程序運(yùn)行時(shí)，則從智能電表數(shù)據(jù)段1 的起始地址0130H 開始讀取數(shù)據(jù)，讀取30 個(gè)數(shù)據(jù)分別存入PLC 變量“DB-DATA”.DATA[1]至“DB-DATA”.DATA[3]中，在線監(jiān)控該程序段的運(yùn)行狀態(tài)如圖5 所示，數(shù)值讀取結(jié)果如圖6 所示。

圖4 PLC 編程

圖5 PLC 程序運(yùn)行狀態(tài)

圖6 數(shù)值讀取結(jié)果

4 觸摸屏編程與顯示

在西門子觸摸屏中編寫電表顯示畫面，將相關(guān)地址和PLC 讀取數(shù)據(jù)的地址關(guān)聯(lián)起來，可以滿屏顯示智能電表的30 個(gè)參數(shù)值，如系統(tǒng)頻率、相電壓、線電壓、相電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因素等，如圖7 所示。

圖7 觸摸屏畫面

5 結(jié)束語

至此，實(shí)現(xiàn)了在觸摸屏的同一畫面上顯示智能電表的各項(xiàng)參數(shù)，除了圖7 中顯示的30 個(gè)參數(shù)外，還可以顯示其他參數(shù)，如儀表運(yùn)行時(shí)間、負(fù)載特性、電壓不對稱度、電流不對稱度等，通過這樣的方式顯示智能電表參數(shù)，查看起來比較方便、快捷、直觀，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。