正常操作情況下，通訊電流信號(hào)沿環(huán)路的一條線從主站控制器的端口A流出，經(jīng)該環(huán)路從端口B流回。此時(shí)，另一條線路是冗余的。當(dāng)有一處線路發(fā)生故障時(shí)，該處故障線路被閥門屏蔽，故障線路兩邊的智能閥可通過各自的環(huán)路與主站控制器通訊；當(dāng)有兩處線路發(fā)生故障時(shí)，這兩處故障之間的智能閥都被屏蔽，兩處故障之外的智能閥依然可以通過兩“臂狀”環(huán)路與主站控制器通訊。
主站控制器是由主CPU卡、環(huán)路通訊卡、電源、液晶顯示器和16按鈕鍵盤組成的盤裝智能儀表。它內(nèi)部有兩個(gè)固定的數(shù)據(jù)庫，一個(gè)是現(xiàn)場單元數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)接收并記錄從兩線環(huán)路傳來的智能閥的地址、轉(zhuǎn)矩、開度等數(shù)據(jù)，根據(jù)從上位機(jī)傳來的讀寫命令控制閥門的運(yùn)動(dòng)，該數(shù)據(jù)庫從邏輯上劃分為4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)記錄60個(gè)閥門的數(shù)據(jù)；另一個(gè)數(shù)據(jù)庫為主站控制器狀態(tài)及自診斷數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)記錄通訊協(xié)議的有關(guān)狀態(tài)并向智能閥發(fā)布命令。通過主站控制器的按鍵和液晶顯示器，可以實(shí)現(xiàn)讀取智能閥的開度、轉(zhuǎn)矩、地址等數(shù)據(jù)，控制閥門的開閉，接收報(bào)警信號(hào)及與PLC通訊等功能。
PakscanIIEMasterStation是Rotork主站控制器中的一種，它為雙重?zé)醾浣Y(jié)構(gòu)，在主控制器出現(xiàn)故障時(shí)可以自動(dòng)切換到熱備控制器。圖2—2為PakscanIIE主站控制器與現(xiàn)場智能閥通過兩線環(huán)路相連的情況。

PakscanIIEMasterSation有一個(gè)RS－485通訊口和一個(gè)RS－232通訊口，它們可通過Modbus協(xié)議與PLC通訊。其中RS－232通訊口可以不通過PLC直接連接打印機(jī)，打印報(bào)警信號(hào)。
2.2監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2—3所示為現(xiàn)場智能電動(dòng)閥監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

該系統(tǒng)的控制部分采用美國GEFanuc公司的HBR雙重?zé)醾湫蚉LC系統(tǒng)，通過PLC控制140個(gè)智能閥(IQactuator)的開停閉。上位監(jiān)控站可監(jiān)視各個(gè)智能閥的閥位回信狀態(tài)、閥位值以及報(bào)警信號(hào)，并可執(zhí)行開閥、停閥和關(guān)閥操作。
PakscanIIE主站控制器與PLC之間采用Modbus協(xié)議通訊，以port1的RS－485接口連接。正常運(yùn)行情況下，主PLC和主控制器工作，從PLC和熱備控制器分別與主PLC和主控制器保持同步。智能閥將數(shù)據(jù)傳送給主控制器，主PLC通過RS－485接口從主控制器中讀取數(shù)據(jù)，并向其發(fā)布命令，主控制器再執(zhí)行命令，驅(qū)動(dòng)智能閥按命令運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)主PLC或主控制器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能分別自動(dòng)切換到從PLC或熱備控制器。
由于系統(tǒng)中采用的是Modbus通訊協(xié)議，一臺(tái)PLC可以連接多臺(tái)PakscanIIE主站控制器，因此，若現(xiàn)場智能閥較多，系統(tǒng)可以很方便地?cái)U(kuò)展而且連線簡單。
3軟件設(shè)計(jì)
3.1通訊程序設(shè)計(jì)
PLC選用ModbusRTU主通訊模塊(master)。PakscanIIE主站控制器是一個(gè)遠(yuǎn)程終端單元，做為Modbus從設(shè)備(slave)。PLC的CPU通過ModbusRTU主通訊模塊控制PakscanIIE主站控