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Modbus通讯机制及在行李自动分拣中的应用
[正文]:1 引言民航机场的行李自动分拣系统，要把不同目的地航班的行李收集到一条传送带上，然后按航班目的地的不同，把行李自动分配到相应的下件口滑槽，由搬运人员搬运装机。
为了方便搬运，每个行李滑槽都有一个led显示牌，用来显示当前占用滑槽的航班和相关信息:航班号、目的地代码、值机开始时间、值机结束时间和行李件数。
显示牌信息是从自动分拣控制拣系统主控制器(通常为plc)读取的。
2 自动分拣原理自动分拣是通过比较数据信息实现的，行李分拣系统(bhs)必须和机场计算机集成系统(si)以及计算机离港控制系统(dcs)相连，plc必须接收以下三种数据信息，数据流程如图1所示。
screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" ="if(!this.resized) 123;return true;125; else 123;window.open('/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104840300.gif');125;" alt="" src="/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104840300.gif" onload="if(this.width>screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" border=0>图1 数据流程图 (1) 航班信息此信息由行李分拣系统上位机从机场航显数据库读取，并转发给plc。
plc中的航班分配表建立了航班号和下件口滑槽一一对应的关系。
航班信息包含的内容有:航班号、目的地代码、值机开始时间、值机结束时间、起飞时间;(2) 报文(message)旅客在办理行李交运时，由值机计算机生成，并被发送到机场计算机离港系统，然后通过行李分拣系统的报文接口机发送给行李分拣上位控制机，上位控制机将报文通过内部lan传递给plc。
行李报文包含有航班号、目的地代码、流水号、行李件数等信息;(3) 行李流水号旅客在办理行李交运时，由值机计算机生成，并被打印成条型码标签贴在旅客交运的行李上。
当行李通过扫描站时，条型码信息被读码器自动扫描，并传递给plc。
要实现自动分拣，plc必须对得到的信息进行两次比较。
首先，plc将行李流水号和报文信息进行比较，如果报文中有相同的行李流水号，就判定贴有此条型码标签的行李属于该航班(报文中包含有行李流水号和航班号信息);然后，报文信息和航班分配表中的航班进行逐一比较，如果两者相应的信息段相同(航班号,目的地代码),系统就会将行李分配到相应的下件口滑槽。
3 控制系统结构本系统由离港和到港两部分组成，采用以太网、dh 网和远程i/o链路三级网络控制结构。
离港部分采用2套配置完全相同的plc-5/80机架plc_a和plc_b作为控制站(互为热备)，带3条远程i/o链路。
到港部分采用2套配置完全相同的plc-5/40e机架plc_40a和plc_40b作为控制站(互为热备)，带1条远程i/o链路(plc-5热备系统不热备本地i/o)。
此外，离港和到港plc各有一个通道组态为dh ，与应急操作终端panelview1400e组成dh 网。
当上位机故障时，panelview1400e可同时控制离港和到港设备。
3台装有windows nt4.0操作系统和intouch 7.0工业组态软件的pc，2台为离港上位机(互为热备)，配置双网卡，除与plc-5/80组成以太网外，还连接机场集成系统，读取行李报文和航班信息;1台为到港上位机，与plc-5/40组成以太网，系统结构如图2所示。
screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" ="if(!this.resized) 123;return true;125; else 123;window.open('/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841968.gif');125;" alt="" src="/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841968.gif" onload="if(this.width>screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" border=0>图2 系统结构图 4 modbus通讯系统显示牌是通过mcm(modbus communication module)通讯模块与plc-5/80实现通讯的，采用的通讯方式为modbus。
本系统选用的mcm通讯模块是a-b 公司的1771-db，有 a、b两个通讯端口，安装在a-b 1771机架中，通过远程i/o适配器1771-asb连入plc-5/80的远程i/o链路，设置为远程i/o机架rack6。
modbus网络为主-从结构，一个modbus通讯系统必须由一个主站(master)和至少一个从站(slave)组成。
主站可以向从站写入数据，也可从从站读取数据。
主站和从站之间的连接为rs-485，双绞线, 协议为带lrc错误校验的ascii码方式。
在本显示系统中， mcm通讯模块作为主站，led显示牌为从站，每个显示牌都有一个拨码开关用来设置地址。
mcm从plc-5/80接收信息，然后按每个显示牌设置地址的不同，把信息发送给相应的显示牌。
通讯的实现需要plc梯形程序支持，现在举例说明编程步骤:(1) 组织数据表1是plc要发送给2个滑槽显示牌的数据，其中，航班信息是从上位软件读取的，行李件数是现场信号的统计值; screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" ="if(!this.resized) 123;return true;125; else 123;window.open('/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841601.gif');125;" alt="" src="/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841601.gif" onload="if(this.width>screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" border=0> 地址n171:20"n171:39的20个字为一个滑槽的数据;·sz4344为航班号;· ckg为目的地代码;·bags 5表示该滑槽现在有5件行李;·9:35为值机开始时间; · 10:35为值机结束时间。
地址n171:480"n171:489为一个滑槽数据;· reject表示该滑槽为弃包槽;· bags 8表示该滑槽现在有8件行李。
(2) 规划mcm数据寄存区mcm模块有4000字的数据存储空间，划分为读数据区和写数据区两部分。
数据存储区又划分为80个数据块，每个数据块为50个字，在plc编程中要用到这些地址;地址分配如下:screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" ="if(!this.resized) 123;return true;125; else 123;window.open('/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841615.gif');125;" alt="" src="/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841615.gif" onload="if(this.width>screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" border=0>mcm内部地址0"149只用来从从站读取数据，向从站写入数据必须从地址150开始。
表2建立了mcm地址和plc地址一一对应的关系。
通过btw指令，表1中的数据将被写入到指定的mcm内部地址中;screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" ="if(!this.resized) 123;return true;125; else 123;window.open('/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841728.gif');125;" alt="" src="/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841728.gif" onload="if(this.width>screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" border=0>(3) 开发主站指令表在plc数据文件中建立modbus主站指令表，来确定mcm内部地址与从站的对应关系，如表3所示。
其中，通讯口为5表示a端口通讯，6为b端口通讯;功能码16表示向从站写入数据，如果从从站读取数据，功能码要设置为15;screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" ="if(!this.resized) 123;return true;125; else 123;window.open('/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841400.gif');125;" alt="" src="/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104841400.gif" onload="if(this.width>screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" border=0>(4) 配置通讯参数· 端口a通讯参数:n170:0"n170:9 端口b通讯参数:n170:10"n170:19· 系统配置参数n170:20"n170:24n170:20，读数据块数(0-80)，将要从mcm向plc传送的数据块数。
n170:21，写数据块数(0-80)，将要从plc向mcm传送的数据块数。
n170:22，指令块数(0-20)，将要从plc向mcm传送的指令块数。
作为响应，mcm模块将根据这些参数，向plc处理器返回相应的块id(标识符)。
plc程序根据块id的不同，确定plc与mcm之间的数据传输类型;(5) 开发梯形图plc向mcm模块传输数据是通过执行btw(块传送写)指令实现的，每次必须传送64个字长的数据块如图3所示。
传送不同类型的数据需要不同的数据块结构，基本的数据结构为: 0 :块id 1-63: 数据块id的有效值为1-255，通过判别btw块id，plc确定向mcm模块传送数据、指令表或通讯配置参数。
0-79 数据存 80-99 传送指令表255 通讯配置 screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" ="if(!this.resized) 123;return true;125; else 123;window.open('/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104842547.gif');125;" alt="" src="/yantao/uploadpic/2007/11/18/20071118104842547.gif" onload="if(this.width>screen.width*0.7) 123;this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='click here to open new window\nctrl+mouse wheel to zoom in/out';125;" border=0>图3 plc向mcm传输数据的梯形图 注:图3中 ①从mcm读取从站地址和通讯参数②当块id为0时，向mcm写入数据表③当块id为80时，下传主站指令表④当块id为255时，下传通讯配置参数⑤块传送写5 结束语modbus通讯系统编程实现简单，通讯稳定可靠，应用于行李自动分拣的滑槽信息显示系统中，方便了搬运人员，极大的方提高了行李搬运的效率。
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