基于無線傳輸模塊DTU的觸摸屏及串口PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

王崢　李曉東　張瑩　牛孟杰

摘要：論述了使用DTU模塊對PLC數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)傳的配置方法，包括觸摸屏設(shè)計，DTU配置方法，無線通道設(shè)計方法。同時描述了modbus協(xié)議的變量地址如何進(jìn)行指定，以及與遠(yuǎn)程組態(tài)軟件的變量如何進(jìn)行映射。

關(guān)鍵詞：dtu;串口;plc;modbus協(xié)議

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0073-03

本文以步科公司的觸摸屏MT5320T為例，觸摸屏連接其他MODBUS輸入設(shè)備，如各種傳感器，觸摸屏同時連接一臺宏電公司的7710GPRS DTU設(shè)備，將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心采用一臺宏電公司的7920GPRS路由器接受無線信號，同時采用組態(tài)軟件工作站接受并顯示遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)。

1 觸摸屏及DTU總體配置

圖1為觸摸屏上顯示的組件布置圖，按照圖1進(jìn)行觸摸屏的接口配置。

配置DTU，向遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心發(fā)送數(shù)據(jù)，具體配置步驟請參考設(shè)備說明。本文僅列出相關(guān)參數(shù)的配置：

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通道1設(shè)置：

Change DSC IP Address： 42.81.79.225

DSC通訊端口 Current Value： 5007

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以上配置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心的IP地址及端口，DTU將向此地址發(fā)送數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)中心IP地址應(yīng)該根據(jù)不同的接收設(shè)備的上線地址來確定，一般為固定IP地址，一旦數(shù)據(jù)中心IP地址改變，就要調(diào)整DTU的發(fā)送地址。

終端設(shè)置列表：

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1? ? ? ?DTU 身份識別碼

Current DTU Identity Number： 13812345678

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以上配置本地DTU的ID，數(shù)據(jù)中心用來區(qū)分接收的DTU設(shè)備標(biāo)示。

2 無線網(wǎng)關(guān)配置接收DTU數(shù)據(jù)

配置宏電7920無線網(wǎng)關(guān)，用于接受DTU的發(fā)送數(shù)據(jù)。無線網(wǎng)關(guān)插入SIM卡后，自動撥號上網(wǎng)，獲得一個公網(wǎng)的IP地址，通過配置界面可以獲取此地址，例如42.81.79.225，用此地址配置DTU的發(fā)送地址。

具體配置按照圖2所示。注意端口號及DTU號碼均與DTU的配置相同。

啟動后，即可顯示DTU發(fā)來的數(shù)據(jù)。

按照圖3，指定DTU標(biāo)識ID，用以區(qū)別DTU來源。

3 觸摸屏串口配置及編程

配置觸摸屏MT5320T，用于連接各種PLC設(shè)備，獲取設(shè)備的參數(shù)，進(jìn)行顯示及配置操作.

進(jìn)入MT5320T配置界面，如圖4配置觸摸屏IP地址。

配置連接DTU的串口參數(shù)，見圖5。

在觸摸屏畫面中插入一個文本元件N1，見圖6。

按照圖7配置N1的參數(shù)屬性，選擇PLC1，見圖1組件布置圖中，DTU的PLC站號為1，此處選擇站號1，即該文本元件對應(yīng)DTU設(shè)備。地址配置為LW1。在MODBUS協(xié)議中，4X0000-4XFFFFF一般用于與PLC設(shè)備的通信地址，對應(yīng)于設(shè)備本地的LW0-LW65536。本例中，N1的地址LW1，對應(yīng)PLC地址為4X0001，用于配置組態(tài)軟件工作站的變量地址。

進(jìn)入宏程序macro界面，觸摸屏以C語言編寫宏代碼，見圖8。在變量窗口，新建變量wz1對應(yīng)地址LW1，即為N1的值。以此類推建立其他變量，如wzxsa003，對應(yīng)LW3，語句wzxsa003=a003，可以獲取其他寄存器段的變量值（a003），比如其他傳感器的數(shù)據(jù)，這樣觸摸屏就成為一個數(shù)據(jù)匯聚單元，通過DTU發(fā)送各個傳感器的數(shù)據(jù)。

4 上位機(jī)組態(tài)軟件虛擬串口配置方式

上位機(jī)組態(tài)軟件設(shè)置方式，用于模擬遠(yuǎn)程上位機(jī)接收DTU發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。上位機(jī)網(wǎng)卡設(shè)置如下，本次實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，網(wǎng)卡直連互聯(lián)網(wǎng)專線設(shè)備，IP地址為公網(wǎng)IP（211.160.48.27）注意遠(yuǎn)端DTU的發(fā)送目的地址也要寫入這個公網(wǎng)IP。

在組態(tài)軟件的配置界面，新建一個虛擬串口設(shè)備KVCOM1，設(shè)定為宏電UDP，設(shè)備標(biāo)識與端口設(shè)置為遠(yuǎn)端DTU相同的值，用于識別和接收DTU發(fā)來的信息，見圖9。

在虛擬串口設(shè)備上，指定MODBUS RTU設(shè)備，該設(shè)備設(shè)置使用虛擬串口，見圖10。

5 組態(tài)軟件畫面顯示方式

在組態(tài)軟件定義數(shù)據(jù)字典變量如圖11。

對此MODBUSRTU設(shè)備設(shè)置數(shù)據(jù)字典，增加變量d1，寄存器地址設(shè)為40001，此地址對應(yīng)了觸摸屏的LW1地址，即文本單元N1的值。配置完成后，各個設(shè)備加電啟動，DTU GPRS通訊連接后，自動發(fā)送N1的值到遠(yuǎn)程組態(tài)軟件的寄存器。在組態(tài)軟件配置以下畫面，就可以顯示出來，見圖12。

以上配置實(shí)驗(yàn)說明了利用GPRS DTU進(jìn)行數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)傳的一種實(shí)現(xiàn)方式。該方式基于無線傳輸，降低了現(xiàn)場通訊線路搭建的成本，易于實(shí)現(xiàn)。廣泛適用于帶有串口的設(shè)備進(jìn)行連接。對于實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集，運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)集中控制具有普遍意義。通訊方式建立在成熟且廣泛使用的MODBUS協(xié)議、GPRS通訊、TCPIP協(xié)議之上，設(shè)備選擇的范圍很大，通訊狀態(tài)穩(wěn)定，是一種成熟的無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的解決方案。

Touch Screen and Serial Port PLC Data Acquisition System Based on Wireless Transmission Module DTU

WANG Zheng，LI Xiao-dong，ZHANG Ying，NIU Meng-jie

（Tianjin Electric Science Research Institute Co.， Ltd.，Tianjin 300180）

Abstract：the article describes how to config DTU to remotely transfer data from PLC and touch screen，include MODBUS configuration，wireless communication with DTU.

Key words：dtu;series ports communication;plc;modbus