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《电气应用》2006年第25卷第 7期 基于 RS485的 PLC与多功能电能表通信的实现 闰宝瑞 (北京化工大学机电学院塑机所 100029) 摘 要 首先介绍电力行业标准 DL／T645-1997多功能电能表通信规约和 s7—3OO系列可 编程序控制器点到点通信模块 CP340的S-作原理，给出了实际S-程中CP340与多功能电能表分 时通信编程框图和通信功能块的实际编程语句。 关键词 可编程序控制器 多功能电能表 串行通信 通信规约 1 引言 在完成某项自动控制工程时，经常被要求将工 程中的电力参数采集到系统中去，作者在完成北京 贵宾楼饭店 PLC动力监控系统时就遇到了类似的 问题，甲方要求将系统的线电压、线电流，功率因 数、有功功率、月耗电量等参数显示在中央总控制 室的计算机上。本工程采用的是西门子 S7—300系 列可编程序控制器，针对以上问题选用了S7—3o0 系列 CP340点到点通信模块，电能表则选用支持 中华人民共和国电力行业标准 DL／T645-1997通 信规约的 DTSD341-3型三相电子式多功能电能 表，通过 RS485接口，将信息采集到 PLC中，很 好地满足了工艺要求。 2 电力行业标准 DL／T645—1997多功能电 能表通信规约简介 该通信规约是电力部于 1998年 2月 10日发 布，1998年6月 1日开始实施的部颁标准。 2．1 通信格式 该协议的通信字节格式为：1位起始位 +8位 数据位+1位偶校验位 +1位停止位。 其帧格式如表 1所示 。 表 1 帧格式 起始符 地址域l帧起始符 制码 数据域长度 据域 校验码结束 68H A0一 A5 68H C L DATA cs l6H 其 中： (1)控制码 C的格式如表2所示。 (2)数据域 DATA包括数据标识和数据、密码 等，其结构随控制码的功能而改变。发送方按字节 进行加33H处理，接收方按字节进行减33H处理。 (3)校验码 CS。从帧起始符开始到校验码之 前的所有各字节的二进制算术和，不计超过256的 表 2 控制码 c的格式 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dl D0 传送方向 异常标志 后续帧标志 功能代码 说明 o：主站命令帧 o：从站正确应答 o：无后续帧 00001：读数据 1：从站应答帧 1：从站异常应答 1：有后续帧 00100：写数据等 溢出值 。 2．2 数据域结构与数据域编码 费率装置中有各种不同类型、不同属性的数 据，该通信规约采用四级树状结构标识法来表示这 些数据，用 2个字节的4个字段分别标识数据的类 型和属性。作为示例，表 3给出了当月有功正向费 率 3(平费率)用电量和 B相相电压瞬时值的数据 域结构。 表 3 数据域结构表 DATA DATA的高字节：DII DATA的低字节：D10 DIlH(高 4位字段) DIlH (低字 4位段) DI。H (高4位字段) DI。H (低 4位字段) 当月有功正向费率 3 1001：电能量 (9) 0000：当月有功 (0) 0001：正向电能 (1) 0011：费率 3(平)(3) B相相电压 1011：变量 (B) 0ll0：瞬时值 (6) 0001：相电压 (1) 0O10：B相 (2) 一 71 — 维普资讯 《电气应用》2006年第25卷第 7期 基于 RS485的 PLC与多功能电能表通信的实现 例如，如果主站请求地址为 1的电能表的当月 有功电能值 (平值)，则主站请求帧和从站应答帧 如表 4所示。 其中应答帧数据域中的值代表 XXXXXX．XX (kW·h)，另外，对于同类型的数据也可以采用数 据集合的方式集中传送。 表4 主站请求帧和从站应答帧 起始符 地址域 帧起始符 控制码 数据域长度 数据域 校验码 结束符 01H，00H，00H， 请求帧 68H 68H 0lH 02H 90H ． 13H 77H l6H 00H， 00H， 00H 01H，00H，00H， XX．XX 应答帧 68H 68H 8lH 04H CS l6H 00H， 00H， 00H XX XX 3 CP340通信原理介绍 4 实际工程中软件介绍 CP340通信处理器是 s7—300系列可编程序控 制器较经济的解决方案，本系统选用带 RS485通信 接口的CP340模块，采用 AScI协议与 DTSD341-3 型三相电子式多功能电能表进行通信。 CP340使 S7-300PLC能以点到点通信方式与 任何具有相同接口的通信伙伴进行通信，CP340在 系统中扮演一个桥梁的作用。一方面 CP340与三 相电子式多功能电能表相连，另一方面，CP340通 过背板总线与 CPU相连。为减小 CPU的通信负 担，