IO控制包PLC已广泛应控制卡

IS220PTURH1A是GE为其Mark VI系统开发的组件。Mark VI是GE发布的用于燃气/蒸汽轮机管理的终Speedtronic系统之一。

IS220PTURH1A是一次汽轮机一次跳闸组件。该组件在汽轮机控制端子板和一个或两个以太网之间提供电气接口。该组件的输出通过连接到相关端子板的DC 62针连接器实现。

IS220PTURH1A采用黑色外壳，带有空气流通开口。这种情况下的前面有多个LED指示灯，以及一个IR(红外端口。)这个端口没有在这个包中使用。在这个外壳内，有一个处理器板、一个于涡轮机控制的第二块板和一个模拟采集辅助板。电池组安装在TTURH1C端子板上。处理器板有两个10/100以太网端口、闪存和RAM、一个用于识别的只读芯片、一个内部温度传感器和一个复位电路。

IS220PTURH1A允许自动重新配置，自动从控制器下载到I/O包。重新配置包括基本加载、引导加载、固件和参数。要实现这一点，启用自动重新配置。这可以通过组件编辑器在工具箱ST应用程序中启用或禁用。

IS220PTURH1A具有一个带有四个无源磁速度输入的接口。电路灵敏度可允许检测2 RPM盘车装置速度，以确定涡轮机是否已降至零速度(涡轮机已停止)。)机组上的中间速度信号用于速度控制和主要超速跳闸信号。如果需要更多信息，请查阅制造商的手册或数据表。

. Modbus协议源代码简介



2.1 关于modbus中的常见两种寄存器区别

保持寄存器：指可以通过通信命令读或者写的寄存器；通常是一些功能控制寄存器或者输出寄存器等。不同的设计中，有些保持寄存器是掉电保持；有些则不然。

输入寄存器：指只能读不能写的寄存器，通常是状态寄存器或者是输入结果寄存器等。

线圈寄存器，可以类比为开关量，每一个bit都对应一个信号的开关状态。所以一个byte就可以同时控制8路的信号。

离散输入寄存器：相当于线圈寄存器的只读模式，每个bit表示一个开关量，而他的开关量只能读取输入的开关信号，无法写入。

2.2 Modbus开源库常用配置接口

1）modbus_t* modbus_new_rtu(const char *device,

int baud, char parity, int data_bit,

int stop_bit)

modbus_new_rtu函数用于生成Modbus的句柄，在本函数中可以设置通

信协议中的波特率、校验位、数据长度以及停止位，其返回值为通过设置后生成的句柄，用于在读写数据时使用，每个句柄可以执行一个modbus指令。如果这些配置参数有误，就会返回一个空指针。

2）static int _modbus_rtu_connect(modbus_t *ctx)

本函数主要功能是将通信串口设置为rtu模式。

3）int modbus_set_slave(modbus_t *ctx, int slave)

本函数设置本句柄的从机号。



2.3 Modbus主机通信常用接口

1）int modbus_write_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, const uint16_t *src)

本函数为将数组中的数据写入到远端设备（从机）的寄存器中，写入的地址位addr，长度为nb个寄存器。

2）int modbus_read_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint16_t *dest)

本函数将远端设备（从机）保持寄存器中的数据复制到数组dest中。

3）int modbus_read_input_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb,

uint16_t *dest)

本函数读取远端设备（从机）地址为addr输入寄存器中的数据，数据长度为nb。



2.4 Modbus从机通信主要接口

1）int _modbus_receive_msg(modbus_t *ctx, uint8_t *msg, msg_type_t msg_type)

本函数可以用于处理来自主机的请求，返回接受到的字符的数量，如果成功，则返回uint8_t数组中的消息（即主机发送的命令），否则返回-1。



2）int modbus_reply(modbus_t *ctx, const uint8_t *req,

int req_length, modbus_mapping_t *mb_mapping)

本函数负责在接受到请求后，分析请求并生成响应消息，并且发送到主机。如果请求属性为广播，那么不发送响应消息。

三、 调试问题分享

　　在调试中，从机的Server进程会经常出现崩溃，后发现在Server经常每次处理配置变更时，都会重新new出新的modbus句柄，但却不释放原有句柄，这种处理会导致多次修改Modbus通信配置时，从机Server进程崩溃。

解决方案：在程序中判断，当modbus句柄已经存在时，此时更新配置后，不再new出新的句柄，而是调用接口 modbus_close()， modbus_free()释放句柄中的配置，然后用更新后的配置重新设置句柄参数。

启动 MODBUS 事务处理的客户机创建 MODBUS 应用数据单元。功能码向服务器指示将执行哪种操作。

MODBUS 协议建立了客户机启动的请求格式。

用一个字节编码 MODBUS 数据单元的功能码域。有效的码字范围是十进制 1-255（128-255 为异常响应保留）。当从客户机向服务器设备发送报文时，功能码域通知服务器执行哪种操作。

向一些功能码加入子功能码来定义多项操作。

从客户机向服务器设备发送的报文数据域包括附加信息，服务器使用这个信息执行功能码定义的操作。这个域还包括离散项目和寄存器地址、处理的项目数量以及域中的实际数据字节数。

在某种请求中，数据域可以是不存在的（0长度），在此情况下服务器不需要任何附加信息。功能码仅说明操作。

如果在一个正确接收的 MODBUS ADU 中，不出现与请求 MODBUS 功能有关的差错，那么服务器至客户机的响应数据域包括请求数据。如果出现与请求 MODBUS 功能有关的差错，那么域包括一个异常码，服务器应用能够使用这个域确定下一个执行的操作。

例如，客户机能够读一组离散量输出或输入的开/关状态，或者客户机能够读/写一组寄存器的数据内容。

当服务器对客户机响应时，它使用功能码域来指示正常（无差错）响应或者出现某种差错（称为异常响应）。对于一个正常响应来说，服务器仅对原始功能码响应。

注释：需要管理超时，以便明确地等待可能不会出现的应答。

串行链路上个MODBUS 执行的长度约束限制了MODBUS PDU 大小（大RS485ADU=256字节）。

因此，对串行链路通信来说，MODBUS PDU=256-服务器地址（1 字节）-CRC（2 字节）＝253字节。

从而：

RS232 / RS485 ADU = 253 字节+服务器地址(1字节) + CRC (2 字节) = 256 字节。

TCP MODBUS ADU = 249 字节+ MBAP (7 字节) = 256 字节。

MODBUS 协议定义了三种 PDU。它们是：

MODBUS 请求 PDU，mb_req_pdu
MODBUS 响应 PDU，mb_rsp_pdu
MODBUS 异常响应 PDU，mb_excep_rsp_pdu
定义 mb_req_pdu 为：
mb_req_pdu = { function_code, request_data}，其中

function_code - [1 个字节] MODBUS 功能码

request_data - [n 个字节]，这个域与功能码有关，并且通常包括诸如可变参考、变量、数据偏移量、子功能码等信息。

定义 mb_rsp_pdu 为：
mb_rsp_pdu = { function_code, response_ data}，其中

function_code - [1 个字节] MODBUS 功能码

response_data - [n 个字节]，这个域与功能码有关，并且通常包括诸如可变参考、变量、数据偏移量、子功能码等信息。

定义 mb_excep_rsp_pdu 为：
mb_excep_rsp_pdu = { function_code, request_data}，其中

function_code - [1 个字节] MODBUS 功能码 + 0x80

exception_code - [1 个字节]，在下表中定义了 MODBUS 异常码。

4.2 数据编码

MODBUS 使用一个‘big-Endian’ 表示地址和数据项。这意味着当发射多个字节时，发送高有效位。例如：

寄存器大小 值

16 – 比特 0x1234 发送的字节为 0x12 然后 0x34

IS420UCSBH4A是通用电气制造的控制模块，是Mark VIe系列的一部分，用于燃气涡轮控制系统，带有1066 MHz的Intel EP80579微处理器。应用程序代码由称为UCSB控制器的立计算机执行。控制器通过板载1/0网络接口安装在面板上，与I/O包进行通信。只有Mark控制I/O模块和控制器被私有的、的以太网(即IONet)所支持。控制器的操作系统(OS)是QNX中微子，一种实时多任务操作系统，为要求的速度和可靠性的工业应用开发。UCSB控制器没有任何应用程序I/O主机，而传统控制器在背板上承载应用程序I/O。此外，每个控制器都可以访问所有的I/O网络，为它们提供所有的输入数据。

如果控制器因维护或维修而关闭，硬件和软件架构确保没有应用程序输入的单点丢失。使用Mark VIeS UCSBSIA安全控制器和安全1/0模块实现功能安全回路，以实现SIL 2和3功能。熟悉SIS应用的操作人员使用Mark Vles安全设备，以降低关键安全功能的风险。这些特殊的控制硬件和软件具有IEC 61508认证，并配置与安全控制器和分布式I/O模块的工作。
UCSB控制器提供以下优点:
单模块
内置电源
不需要跳线设置
没有电池
无风扇(UCSBSIA, UCSBHIA, UCSBH4A)
双冗余风扇，支持IS420UCSBH3A
小面板的足迹
闪存可以方便地更新
UCSB安装:
直接安装到面板金属板上的单个模块包含控制器。模块外壳和安装的尺寸如下图所示。每一项测量都以英寸为单位。UCSB如图所示安装在面板上，垂直气流通过翅片保持畅通。

通信接口(communication interface )是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。 如:RS232接口。RS232接口就是串口，电脑机箱后方的9芯插座，旁边一般有 "|O|O|" 样标识。

1.通信接口是什么
通信接口是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口(又称 EIA RS-232-C)是目前常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是"数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间 串行二进制数据交换接口技术标准"该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。