引言

广东某铅锌矿运转工区的空气压缩机组是采矿生产中的关键设备，共有六台进口的英格索兰CENTAC空气压缩机，它的运行稳定与否直接关系到整个矿区的安全生产和经济效益。

原上位机监控软件为英格索兰公司的CEM2.52，由于其数据处理量大，数据更新速度慢；并且软件必须运行在Windows英文版操作平台上，操作人员很难看懂英文数据，软件版本也无法升级；另外，上位机的报警功能失效，远程操作与管理功能无法实现，造成操作人员无法及时发现问题，处理突发事件。为了解决上述存在的问题，提高生产自动化程度，决定对空气压缩机组原有的监控系统进行改造。控制系统间的通讯是改造过程中的难点，本文介绍了采用Modbus通讯协议实现上述通讯的方法，采用力控组态软件开发了空气压缩机监控系统，实现了空气压缩机组的智能化控制，使得空气压缩机运转稳定、可靠、精度高、维护方便，而且保证了矿区的安全生产，具有直接的经济效益。

1 Modbus通讯协议

1．1协议

Modbus协议是由MODICON公司为其控制器设计的一种可靠而有效的工业控制系统通信协议。从功能上看，可以认为是一种现场总线[1]。Modbus协议定义了消息域格式和内容的公共格式，使控制器能认识和使用消息结构，而无需考虑通信网络的拓扑结构，它描述了一个控制器访问其它设备的过程。当采用Modbus协议通信时，此协议规定每个控制器需要知道自己的设备地址，识别按地址发来的消息，如何响应来自其它设备的请求，如何侦测错误并记录。其数据通讯采用主—从方式，主机只能有1台，每个从机都有指定的地址，地址范围在0～247之间（其中0为广播地址），只有主机具有主动权，从机只能对主机发送的命令作出响应。当主机端发出数据请求消息（查询）时，从机端接收到正确消息后就可以发送数据到主机端以响应请求；主机端也可以直接发消息修改从机端的数据，实现读和写。查询—回应周期如图1。如果采用广播方式（地址为0）查询，从机不作任何回应。

1．2 信息块格式

Modbus通讯时主机发出的指令字符串的通常格式如表1。

从机地址：主机指明的接收命令的从机地址。

功能码：功能码决定本次通讯要求从机执行的动作，功能码占1个字节，MODBUS可能的功能代码范围是十进制的1～255。其中有些代码适用于所有的控制器，有些是针对某种MODICON控制器，有些是为用户保留或备用。表2为Modbus协议规定的标准功能码，某些设备的Modbus协议只兼容其中的一部分功能码，表中的功能码为16进制数。