BAS-T通讯模件在水电站的设计应用
1 引言
本文以罗克韦尔自动化公司生产的1746-bas-t(以下简称bas-t)模件为例，详细介绍了plc通讯模件在水电厂监控系统中的实际应用。
通常，水电站先通过变送器把电压、电流、功率因数、频率、有功功率、无功功率等交流量信号转换为模拟量信号，然后再连接到plc的模入模件，由plc完成数据采集。对于一组pt、ct信号，如果按照这种方式，监控系统至少需配置6块变送器，占用10个plc模入模件通道。现在，只需要一台交流采样装置就能够同时采集上述的交流量信号，但是通常交流采样装置只有一个通讯输出端口，无法输出模拟量。如果plc能够与交流采样装置直接通讯，那么上面的问题就迎刃而解。
2 bas-t模件软硬件介绍
2.1 bas-t模件硬件介绍
罗克韦尔自动化公司生产的bas-t模件是用于slc500系列plc的一种高性能的通讯模件。bas-t模件具有两个可编程的串口，支持rs-232、rs-422、rs-485通讯。它可以通过1746 i/o背板与一个slc500 cpu通讯或者通过它自带的dh485端口与dh485网络通讯。在bas-t模件内部有24kb电保持ram，还可以选用8kb或32kkb的非电保持内存模块。bas-t模件具有八个led灯用来指示其工作状态。bas-t模件的外观如图1。led灯定义如图2。
图1 bas-t模件外观
图2 bas-t模件指示灯定义
2.2 bas-t模件通讯端口特性
(1) prt1:电隔离端口
可与用户设备通讯，同时也是模件的编程端口。支持rs-232、rs-422、rs-485方式通讯，可选波特率300~19200bps。
(2) prt2:电隔离端口
可与用户设备通讯或者以ab df1规约与modem通讯。支持rs-232、rs-422、rs-485方式通讯，可选波特率300~19200bps。(注意:当prt2采用ab df1规约通讯时，dh485端口通讯会被禁止。)
(3) dh485:非电隔离端口
与dh485网络连接，但不能直接接入dh485网络，必须通过1747-aic模块才能接入dh485网络。
2.3 bas-t模件的编辑软件
罗克韦尔自动化公司为bas-t模件提供了一套basic开发软件——1747-pbase，该软件工作于ms-dos环境下，可以用来配置bas-t模件，还可以编译、上传、下载basic程序。
3 bas-t模件在实际工程中的应用
在湖北燕子桥水电站监控系统中，机组lcu采用了slc500系列plc，并安装了bas-t模件，外部安装了一台珠海派诺公司生产的型号为pmac9900的交流采样装置采集机组的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等交流量信号。bas-t模件与pmac9900装置进行通讯，读取pmac9900装置测量的交流量信号。
3.1 硬件连接
(1) pmac9900装置采用了标准的modbus通讯规约，支持rs-485通讯接口。首先设置pmac9900的通讯参数如下:
波特率:9600bps
站地址:1
(2) 将bas-t模件的prt1作为编程端口，prt2作为设备通讯口，通过rs-485方式连接交流采样装置，dh485端口未使用。通过bas-t模件上的跳线设置通讯参数如下:
prt1:rs-232方式，默认的通讯参数。
prt2:rs-485方式，ascii通讯口。
(3) 将bas-t模件和pmac9900装置按照图3所示方式连接。
图3 设备连接
3.2 bas-t模件软件编程
(1) bas-t模件采用专用的basic语言，basic语言首先使用“push”命令设置参数，然后通过“call”命令执行操作。具体格式如下:
push x //设置指令的参数
call y //执行代号为y的指令
(2) 在ms-dos环境下运行pbase.exe，编辑并编译完成后的程序如下:
0 rem btran v1.03 ,c:abbasic9900.bdl,01-03-04,01:36pm
//软件编译信息
10 mode(prt2,19200,n,8,1,n,r)
//设定通讯端口和通讯参数
20 push 1
30 call 37
//清除prt2的input buffer
40 push 3
50 call 120
//清除slc的m0 file和m1 file(注1)
60 push 4
70 push 1
80 push 0
90 push 0
100 push 1
110 call 23
//将slc的m0 file中存储的数据通过prt2发送出去
120 pop sok
//输出call 23指令执行的结果
130 push 2
140 push 65
150 push 0
160 push 1
170 push 0
180 push 0
190 push 1
200 call 22
//将通过prt2接受到的数据传输到slc的m1 file中
210 pop rok
//输出call 22指令执行的结果
220 push 1
230 call 37
240 goto 240
//实现程序自动循环执行(注2)
>>eof<<
//程序结束符
注1:m0 file和m1 file是cpu与bas-t模件进行数据交换的数据存储文件。
注2:bas-t模件通过特定的语言格式实现模件程序的自动循环执行，使bas-t模件能够不断的读取pmac9900装置的数据。
(3) 用1747-cp3通讯电缆连接bas-t模件的prt1和编程电脑的串口1，通过pbase软件将上面编译好的程序下载到bas-t模件。
3.3 plc软件编程
(1) 硬件配置
bas-t模件读取pmac9900装置数据时发出的信文长度为8字节，需要占用4个字寄存器;pmac 9900装置正常返回数据的信文长度为65字节，需要占用33个字寄存器;加上bas-t模件对信文字数的统计占用1个字寄存器，所以m0 length和m1 length均设为34个字(该长度只需大于实际信文长度即可)。在plc编程软件rslogix500中按图4所示方式配置bas-t模件。
图4 在rslogix500中配置bas-t模件
(2) 软件编程
●组织通讯信文。在m0:1.0放入数据的总长度，然后将需要通过串口发出的信文依次放入m0:1.1开始的地址，每个地址放入2个字节。
●数据放入之后将1/7置1，通知bas-t模件要发送的信文已经正确的放入地址中。
●bas-t模件将指定字节数目的数据通过串口2发送出去。
●外部设备收到正确的信文后，按照通讯规约返回相应的信文。
●bas-t模件将串口2上收到的数据写入m1 file，并在第一个字地址中放入接收到数据的总字节数。
●bas-t模件将i:1/9置1，通知cpu接收到的信文已经正确的放入地址中。
●cpu将m1 file中的信文取出处理，并将1/9置1，通知bas-t模件已经将数据取出。
编程实例如图5。
图5 slc中的软件编程
3.4 系统运行情况
燕子桥水电站自2004年投运至今，bas-t模件工作正常，与pmac9900交流采样装置之间的通讯数据传输没有出现过故障。事实证明bas-t通讯模件对于水电站监控系统应用是安全可靠的，完全可以替代传统“变送器+模入模件”的连接方式而成为更加经济、高效的解决方案。
4 结束语
plc通讯模件的使用可以使plc快速的获取大量的外部数据，使数据采集更迅速;通过在slc中编程还可以实现bas-t模件的一个串口同时和数个外部设备进行通讯。
相比常规的硬接线连接方式，使用bas-t通讯模件只需要放置一根通讯电缆，不再需要其他硬接线和变送器，不占用模入模件通道，节省了硬件成本。plc通讯模件的使用也提高了水电站的自动化水平，降低了设备维护、检修成本。
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图1 bas-t模件外观
图2 bas-t模件指示灯定义
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(1) prt1:电隔离端口
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(2) prt2:电隔离端口
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(3) dh485:非电隔离端口
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图3 设备连接
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//输出call 23指令执行的结果
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图4 在rslogix500中配置bas-t模件
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