基于Modbus_TCP的分布式污水处理系统

地址、 子网掩码、 单元号、 节点号。过程如下：
图! 系统结构框图
（% ） 通过以太网连到计算机， 按 =>/?.G&H#%" 出 厂 时 默 认 的 *( 地址登录至其内置的 O1C 页。该 *( 地址由其 =U’ 地址 的后四位决定。 （! ） 点 击 *( ’.FM>WD?82>.F 选 项 后 ， 进 入 *( 地 址 的 修 改 界 面， 修改 *( 地址及 @IX8Y 地址如图 ! ， 所有以太网的子网掩码 设为： !##$!##$!##$" ， Z821X8Y UBB?1EE 改为所在的网段。@IX8Y 为 =.B>/.F 公司的 (9’ 定义网络连接的一种方式， 定义区分了 不同的 =.BCDE 单元， 使不同控制单元的 (9’ 可以互相访问。 （3 ） 点击 -828 GB>2.? 选项后 建 立 * ) 5 表 及 监 控 数 据 表 （变 量 名 和 地 址 应 该 和 与 之 相 连 的 =>?/.&,@3A 系 列 (9’ 的 变 量 名及地址一致） ， 这样就可以直接进行数据监控 K3L。
&’()*+ / ,-. 组 件 体 系 结 构 模 型 在 通 讯 应 用 层 提 供 !7 。 &’()*+ -<1;38 允许用户程序 与 -<1;38 / =;9>;9 &’()*+ 接口 6%， 远 程 设 备 交 换 控 制 信 息 。 当 用 户 程 序 发 送 命 令 到 -<1;38 接 口 时， -<1;38 根 据 其 命 令 参 数 建 立 一 个 &’()*+ 请 求 和 一 个 &’(4 来等待和处理 &’()*+ 确认。 )*+ 对话， &’()*+ =;9>;9 接收到客
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当用户只需要某一设备进行随机监控时， =>?/.&,@3A 系 由上位机的 =.BCDE 命 令 直 接 对 设 列 (9’ 会开辟出一条通道， 备进行操作， (9’ 只起转发命令的作用。
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上位机网络监控的实现
在上位机以太网层中采取了实时网页构建和历史数据服
务器技术。
,./012 接口管理 &’( 连接。
3 系统构成 3$% 污水处理的生产工艺
污水处理的一般生产工艺如图 % 所示。 对污水处理的监控 系统是一套通过模拟屏和计算机来监控现场工作流程的系统， 该系 统 可 以 监 控 各 电 机 的 运 行 状 态 ， 包括启动、 停机、 故障等， 化学需 也可以动态地监视污水的各种参数， 包括流量、 (4 值 、 氧量 （’5- ） 、 液位、 温度等。
基于 !"#$%& ’ ()* 的分布式污水处理系统
李雪梅 % 徐 红! 娄兰芳 @
% （山东大学计算机科学与技术学院， 济南 !#""A%） ! （山东商业职业技术学院计算机系， 济南 !#"%"@） @ （烟台大学计算机学院， 烟台 !AB"""）
CDE:1<： FE<1G+(*$;(*$23
摘 要 以 &’(12’3 公司 .H- 为 例 讨 论 了 &’()*+ / ,-. 协 议 并 描 述 了 一 种 基 于 它 的 污 水 处 理 分 布 式 监 控 系 统 平 台 ， 并
)*+ 和 &’()*+ / ,-. 协议的产品。
! 网络通信机制 !$% &’()*+ 协议
当 &’()*+ 协 议 定 义 了 控 制 器 能 识 别 和 使 用 的 信 息 结 构 ， 在 &’()*+ 网 络 上 进 行 通 信 时 ， 协议能使每台控制器知道它本 身的设备地址， 并识别对它寻址的数据从而组织回答信息并传 送出去。 当通讯命令由发送设备 （主机） 发送至接收设备 （从机） 时， 符合相应地址码的从机接收通讯命令， 并根据功能码及相关要 则执行相应的任务， 然后把 求读取信息， 如 果 -5- 校 验 无 误 ，
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计算机工程与应用
为了进行数据流控制、 地址管理和对产品或系统实行不同 的连接管理， &’( ) *( 栈 可 以 进 行 参 数 化 设 置 。 通 常 采 用 +,-
并将存储区进行划 的 6178源自系 列 (9’ 的 * ) 5 表 及 监 控 数 据 表 ， 分， 用来存放各个测控点的实时数据。通过 (9’ 编程将该网段 所有测控点的值实时采集并存放在对应的存储空间中， 实现数 据实时采集。 这样就将该控制单元的所有需要测控的变量都集 中 到 该 =>?/.&,@3A 系 列 (9’ 中 ， 外 部 访 问 时 只 需 要 访 问 该 节省了系统的通讯时间。 在 =>?/.&,@3A =>?/.&,@3A 系列 (9’ ， 系列 (9’ 中还编写了相关的带有 标 号 的 控 制 程 序 段 ， 当 系 统 需要实现某一特定的控制时， 只需发送相应的控制标号， 具体 的实 施 由 =>?/.&,@3A 系 列 (9’ 来 实 现 ， 提高了系统的响应速 度。在底层将 6178 系列 (9’ 的 * ) 5 量转换成模拟量加入到数 据表中 （即将 * ) 5 量和模拟量放到一个连续的存储空间中， 利用
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以太网的设置 以 太 网 由 一 台 数 据 服 务 器 和 多 台 =>/?.G&H#%" 机 组 成 。
=>/?.G&H#%" 机 必 须 首 先 登 记 与 之 相 连 的 =>?/.&,@3A 系 列 可以直接登录 =>/?.G&H#%" 内 (9’ 内的 * ) 5 表及监控数据表， 置的 O1C 页来登记 * ) 5 表及监控数据表。另外，还要设置 *(
%
引言
目前， &’()*+ 协 议 由 于 它 的 开 放 性 正 逐 渐 成 为 一 种 自 动
执行结果 （数据） 返送给主机。返回的信息中包括地址码、 功能 码、 执行后的数据以及 -5- 校验码。如果 -5- 校 验 出 错 就 不 返回任何信息 6%7。
化控制通信协议的标准， 而 ,-. / 0. 是目前发展迅猛、 广泛应用 于几乎所有领域且开放的协议。 该文介绍了一种基于 &’()*+ / ,-. 的 分 布 式 污 水 处 理 监 控 系 统 平 台 。 该 平 台 基 于 开 放 的 ,-. / 0. 技术并在应用层采用 &’()*+ 协议，使用户彻底摆脱 了非标准的、封闭的专用工业控制网络和现场总线技术的束 缚， 并且有大量成熟的各种工业级设备供用户选择。由于该类 产品众多，在该系统中以 &’()*+ 协议的提出者 &’(12’3 公司 的系列产品为例进行说明，当然该系统可采用任何支持 &’(4
3$3
下位机控制的实现
该系统采用三种控制模式： 就地手动方式、 网络远程手动
文献标识码 K
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同将整个系统分成几个不同的控制网。 在控制网中采用现场总 线 的 方 式 连 接 起 来 。 这 里 采 用 6178 系 列 (9’ 通 过 现 场 总 线 控制单元， 网关的控制 :,;<# 相 连 构 成 开 关 量 和 模 拟 量 采 集 、 通过 :,;<# 总线与 6178 系列 单元采用 =>?/.&,@3A 系列 (9’ ， 这样就构成了底层的监控网络， 即 =.BCDE 网。在上 (9’ 相连， 层采用个人计算机、 数据服务器、 以太网交换机和 =.BCDE ) &’( 网关 （=.B>/.F 公 司 的 =>/?.G&HI#%" ） 通过以太网 （G2J1?F12） 相 连， 构成了信息网络层。
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&’()*+ / ,-. 协议
&’()*+ / ,-. 协 议 是 &’()*+ 家 族 中 应 用 于 自 动 控 制 装 备
上的 开 放 的 通 讯 协 议 。 它 将 &’()*+ 消 息 利 用 ,-. / 0. 协 议 封 使它能在 0389:3;8 / 038;93;8 上传输。 装成 0. 包， 在 &’()*+ / ,-. 中，数据的传输不是传统 的 固 定 格 式 ， 故 它能在很大程度上抵制信号的干扰， 另外维持它传送到另一端 一个连接能 的恢复信息也是最少的。通过 &’()*+ / ,-. 句柄 ， 在协议层很容易被认证通过， 一个简单的连接能执行多个独立 的传输。