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modbus協(xié)議范文第1篇

關(guān)鍵詞：STC89C52 通訊協(xié)議 Delphi Firbird

1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)組成

1.1本系統(tǒng)主控芯片采用宏晶科技STC89C52單片機(jī)，與其它CPU芯片相比，具有顯著特點(diǎn)，加密性強(qiáng)，超低功耗，速度快，可靠性高，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，抗靜電和抗干擾能力強(qiáng)。

1.2DS18B20傳感器

DS18B20是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字式溫度計(jì)芯片，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需外接元件，測(cè)量溫度范圍在-55°C—+125°C之間。采用一根I/O數(shù)據(jù)線既可供電又可傳輸數(shù)據(jù)、并可由用戶設(shè)置溫度報(bào)警界限等特點(diǎn)，可廣泛用于食品庫、冷庫、糧庫等需要控制溫度的地方。

1.3網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

1.4網(wǎng)絡(luò)組成

該控制網(wǎng)由PC機(jī)和若干分節(jié)點(diǎn)組成，PC機(jī)主要負(fù)責(zé)輪詢各分站點(diǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包和控制數(shù)據(jù)包，然后分節(jié)點(diǎn)判斷數(shù)據(jù)包，根據(jù)相應(yīng)的指令通過RS232接口把數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機(jī)，最大站點(diǎn)數(shù)可設(shè)50個(gè)節(jié)點(diǎn)，PC機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 控制網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議

2.1簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)流程示意圖

本控制網(wǎng)采用同一程序，通過面板按鍵設(shè)置本機(jī)的分節(jié)點(diǎn)地址，節(jié)點(diǎn)開始上電，CPU開始初始化I/O、串口等模塊，接著根據(jù)設(shè)置的參數(shù)讀取操作站點(diǎn)，從而執(zhí)行相應(yīng)的程序并分析數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)正確，進(jìn)行正常顯示，否則PC機(jī)根據(jù)不同的報(bào)警信息發(fā)出聲光報(bào)警。

簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)流程示意圖如下

2.2數(shù)據(jù)包格式

通訊參數(shù)：波特率：1200，數(shù)據(jù)位為1，數(shù)據(jù)位為8，停止位為1，校驗(yàn)位為1，方式采用主從式通訊，計(jì)算機(jī)為主機(jī)，各下位分機(jī)為從機(jī)。主機(jī)先發(fā)數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令，只有符合地址條件的從機(jī)才回傳或接收數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)傳輸中，為提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，要求傳送的數(shù)據(jù)包盡可能短，并且傳送的信息量要大。

2.2.1請(qǐng)求數(shù)據(jù)包

本數(shù)據(jù)包用于PC機(jī)向分節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)使用。請(qǐng)求數(shù)據(jù)包格式如下：長(zhǎng)度為4個(gè)字節(jié)數(shù)，首位碼、讀標(biāo)志、目的地址、數(shù)據(jù)量均為一個(gè)字節(jié)數(shù)。

2.2.2回送數(shù)據(jù)

本數(shù)據(jù)包用于分節(jié)點(diǎn)發(fā)送PC機(jī)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，回送的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度可以根據(jù)發(fā)送的指令而變，根據(jù)PC機(jī)發(fā)送的請(qǐng)求，數(shù)據(jù)包回送PC機(jī)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。

回送數(shù)據(jù)包格式如下：首位碼、地址均為1個(gè)字節(jié)數(shù)，回送數(shù)據(jù)根據(jù)發(fā)送指令確定字節(jié)數(shù)，備用字節(jié)、校驗(yàn)碼為兩個(gè)字節(jié)數(shù)。

2.2.3控制數(shù)據(jù)包

本數(shù)據(jù)包主要用于PC機(jī)向分節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)使用?？刂茢?shù)據(jù)包格式如下：長(zhǎng)度為5個(gè)字節(jié)數(shù)，首位碼、寫標(biāo)志、目的地址均為1個(gè)字節(jié)數(shù)，數(shù)據(jù)量為2個(gè)字節(jié)數(shù)。

2.2.4協(xié)議的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

在設(shè)計(jì)基于RS-485的分布式測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，在上位機(jī)呼叫下位機(jī)地址之后就可以利用本協(xié)議的規(guī)范來設(shè)計(jì)具體的通信流程。 基于本協(xié)議的通信可以有兩種機(jī)制。一種是面向握手的，即每發(fā)出一幀，總是要等待確認(rèn)幀，否則將認(rèn)為是通信出錯(cuò)。這是一種可靠的通信方式，適合傳輸系統(tǒng)命令和一些非常重要的系統(tǒng)參數(shù)。另一種是無握手的，即發(fā)送方假設(shè)接收方總是接收正確，從而無須等待確認(rèn)幀就不停地發(fā)送，適合大量前端采集數(shù)據(jù)的發(fā)送。這種機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)送過程簡(jiǎn) 單、快速，缺點(diǎn)是不能保證傳輸過程的可靠性。

本協(xié)議利用握手通訊方式已經(jīng)成功地運(yùn)用到多個(gè)冷庫、糧庫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，不僅簡(jiǎn)化了通信程序的設(shè)計(jì)，而且保證了通信的高效和可靠。下位機(jī)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的溫度的采樣和存儲(chǔ)，上位機(jī)負(fù)責(zé)循環(huán)呼叫下位機(jī)，以了解現(xiàn)場(chǎng)情況是否正常，并且每隔一定時(shí)間收集下位機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理。

2.3通訊的可靠性

本系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)，利用PC機(jī)輪詢各節(jié)點(diǎn)，能有效解決網(wǎng)絡(luò)沖突問題。傳輸數(shù)據(jù)增加了冗余，并且在所傳送的數(shù)據(jù)中進(jìn)行了硬件的循環(huán)冗余校驗(yàn)。

3 結(jié)束語

本系統(tǒng)上位機(jī)軟件采用Delphi開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用Firbird，上位機(jī)設(shè)計(jì)分為組態(tài)部分和監(jiān)控運(yùn)行部分，可視化直觀的界面操作，組態(tài)方便，可根據(jù)分節(jié)點(diǎn)所接傳感器數(shù)量不同，自由分配通道，利用上位機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，可對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、上下限報(bào)警、實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示，具有很大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

modbus協(xié)議范文第2篇

[關(guān)鍵詞] Modbus； 監(jiān)控； 功能碼

1 引言

在油庫和各種石化單位，定量裝車作業(yè)十分繁忙，裝車操作過程又要求相對(duì)精確。更加重要的是，涉及石化產(chǎn)品具有一定危險(xiǎn)性。為了提高了裝車精度和效率，降低損耗，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)盡可能保證安全作業(yè)，本文設(shè)計(jì)了基于Modbus協(xié)議的定量裝車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，并交付某公司使用。實(shí)際應(yīng)用表明系統(tǒng)監(jiān)控畫面直觀，人員操控方便，具備一定的主動(dòng)安全保障能力。

2 Modbus協(xié)議

Modbus通信協(xié)議是美國(guó)Modicon公司開發(fā)的一種通信協(xié)議，它采用Master/Slave方式工作，一個(gè)主站可以連接多個(gè)從站，從站只能根據(jù)主站的請(qǐng)求作出相應(yīng)的應(yīng)答。它是一種開放、標(biāo)準(zhǔn)、免收許可費(fèi)的通信協(xié)議。目前該協(xié)議已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制和測(cè)控儀表，并且已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之一。

Modbus協(xié)議有2種傳輸模式，即RTU模式和ASCII模式，相對(duì)于ASCII模式，RTU模式表達(dá)相同的信息需要較少的位數(shù)，且在相同通信速率下具有更大的數(shù)據(jù)流量，因此本系統(tǒng)選用該模式完成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

Modbus協(xié)議的采用LRC和CRC兩種校驗(yàn)?zāi)Ｊ絹肀ＷC控制命令傳輸無誤。本文采用CRC-16校驗(yàn)方式，該方式會(huì)根據(jù)當(dāng)前發(fā)送或接收的命令字節(jié)碼，計(jì)算對(duì)應(yīng)的2個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼。并將其加到命令字節(jié)碼之后一并發(fā)送，組合之后的命令字節(jié)碼格式為：

系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)過程中，考慮到最終將會(huì)采用普通的X86系列PC機(jī)作為監(jiān)控終端，而該型機(jī)都是big-endian方式做多字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，與Modbus協(xié)議要求的little-endian剛好相反， CRC的計(jì)算結(jié)果必須滿足這一要求。本文稍微調(diào)整了CRC-16校驗(yàn)碼的產(chǎn)生方式如下：

Step1：將0xFFFF裝入CRC寄存器；

Step2：將命令字節(jié)碼的第一個(gè)字節(jié)與CRC寄存器異或，結(jié)果存放在CRC寄存器中；

Step3：CRC寄存器右移1位，高位填充0；

Step4：檢查CRC寄存器的最低有效位，如果該位為0，則重復(fù)Step3；如果該位為1，則將CRC寄存器的值與0xA001異或；

Step4：重復(fù)Step3和4，直到完成8次移位之后，完成命令字節(jié)碼中的對(duì)一個(gè)字節(jié)的處理；

Step5：對(duì)命令字節(jié)碼的下一個(gè)字節(jié)重復(fù)Step2到Step5的處理，直到所有的字節(jié)都處理完成為止；

Step6：最終CRC寄存器中的內(nèi)容就是該條命令字節(jié)碼對(duì)應(yīng)的CRC校驗(yàn)值；

例如，某命令字節(jié)數(shù)據(jù)[ 1 | 15 | 0 25 | 0 12 | 2 | 168 3 | 216 120 ]的含義為：給1號(hào)地址設(shè)備15號(hào)命令（寫多個(gè)線圈），從它的25號(hào)起始地址開始（0 25），連續(xù)寫12個(gè)線圈（0 12），寫入內(nèi)容為命令數(shù)據(jù)區(qū)的1010 1000 0011（168 3），根據(jù)命令計(jì)算出CRC校驗(yàn)碼為（216 120）。

3 系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)采用典型的RS232/485總線將上位機(jī)服務(wù)器端、上位機(jī)客戶端以及各個(gè)下位機(jī)組成一個(gè)工業(yè)可控以太網(wǎng)，各下位機(jī)選取符合Modbus plus規(guī)范的相關(guān)設(shè)備，便于直接獲取的操作過程中的各種數(shù)據(jù)信息，并封裝成協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳輸和通訊。主操作界面如圖1所示。

系統(tǒng)工作原理框架如下：

（1）下位機(jī)通過傳感器采集溫度計(jì)、流量計(jì)、比重計(jì)等相關(guān)數(shù)據(jù)，并封裝成Modbus協(xié)議格式數(shù)據(jù)供上位機(jī)客戶端查詢。

（2）上位機(jī)客戶端通過串口和橋接器連接各個(gè)下位機(jī)，利用多線程串口讀取函數(shù)主動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，下位機(jī)按照上位機(jī)客戶端的要求回傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。然后，上位機(jī)客戶端將收到的數(shù)據(jù)按功能碼進(jìn)行解析，并以圖例、表格、文本等多種形式實(shí)時(shí)顯示和記錄。

（3）上位機(jī)服務(wù)器端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)上位機(jī)客戶端相連，對(duì)多個(gè)上位機(jī)客戶端的狀態(tài)信息進(jìn)行收集、分析和存檔，并通過主動(dòng)發(fā)送命令的方式給上位機(jī)指令，進(jìn)而通過上位機(jī)客戶端給下位機(jī)下達(dá)控制命令，達(dá)到“監(jiān)視――控制”雙功能。

4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上位機(jī)服務(wù)器通過接收Modbus請(qǐng)求，與上位機(jī)客戶端進(jìn)行交互，并對(duì)操作過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用成熟的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，接收、存儲(chǔ)、處理和備份整個(gè)過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，為客戶提供服務(wù)，并為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析提供歷史依據(jù)。上位機(jī)服務(wù)器端主要功能包括：

（1）系統(tǒng)管理：該模塊包括了各類管理員，操作人員的用戶注冊(cè)，授權(quán)和管理等等，防止非法操作人員惡意登錄造成操作失誤，也避免非授權(quán)操作員隨意更改系統(tǒng)工作參數(shù)可能造成系統(tǒng)運(yùn)行偏差。

（2）數(shù)據(jù)庫管理：該部分模塊選擇成熟的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL Server2005對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要記錄的所有數(shù)據(jù)信息就行存儲(chǔ)和管理，為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和監(jiān)控提供可靠的數(shù)據(jù)支持；

（3）系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示：該模塊負(fù)責(zé)以圖像模擬顯示多種數(shù)據(jù)狀態(tài)，有利于管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控各下位機(jī)客戶端的操作情況。并且提供多種顯示圖像幫助管理人員分析各種操作情況，這是系統(tǒng)的核心功能之一， 在實(shí)現(xiàn)獲取個(gè)下位機(jī)狀態(tài)之后，對(duì)下位機(jī)進(jìn)行直接控制是系統(tǒng)必需的核心功能之一，雖然在實(shí)際裝車控制中主要使用的功能碼只有2、4、15、16號(hào)命令，但是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全部Modbus功能碼，便于今后對(duì)新設(shè)備的擴(kuò)充。。

（4）Modbus協(xié)議命令：該模塊能夠按照標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議，接收來自上位機(jī)客戶端傳送來的Modbus請(qǐng)求，完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作，是系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)；

（5）安全警報(bào)功能：授油工作本身是具備一定危險(xiǎn)性的工作，安全責(zé)任事故問題必須引起足夠的重視?？梢愿鶕?jù)各種系統(tǒng)狀況進(jìn)行報(bào)警處理，保證系統(tǒng)工作狀態(tài)安全可靠，避免業(yè)務(wù)事故的發(fā)生，并且具備自動(dòng)報(bào)警信息記錄功能，收集歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)的安全事故信息，為安全人員分析發(fā)現(xiàn)安全事故規(guī)律，查找安全隱患提供數(shù)據(jù)支撐。

上位機(jī)客戶端能有效地按照預(yù)定訂單號(hào)自動(dòng)完成裝車作業(yè)，或者在操作員的控制下，進(jìn)行控制參數(shù)設(shè)置，定量控制、數(shù)據(jù)采集、業(yè)務(wù)受理和報(bào)表打印等具體業(yè)務(wù)。上位機(jī)客戶端主要功能包括：

（1）實(shí)時(shí)授油監(jiān)視：該模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)動(dòng)畫模擬顯示整個(gè)下位機(jī)控制分組內(nèi)所有鶴管的出油狀況，及相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值顯示。例如：發(fā)油訂單號(hào)、車號(hào)、油品類型、參數(shù)設(shè)定、誤差范圍等等；

（2）強(qiáng)制發(fā)油控制：該模塊在特殊情況下，可以人為指定操作指令，以取代自動(dòng)發(fā)油過程，控制啟動(dòng)發(fā)油、暫停發(fā)油、恢復(fù)發(fā)油、強(qiáng)制結(jié)束等方式來進(jìn)行特殊操作，擴(kuò)展控制功能，更加適應(yīng)實(shí)際操作的變化；

（3）業(yè)務(wù)計(jì)劃管理：該模塊下，客戶可以根據(jù)預(yù)約過的訂單號(hào)，自動(dòng)完成裝車過程。也可以在沒有訂單號(hào)的情況下，有操作人員生成新的裝車業(yè)務(wù)，并進(jìn)行結(jié)算；

（4）業(yè)務(wù)查詢：該模塊按照操作員和客戶要求的方式（諸如進(jìn)行訂單號(hào)、裝車時(shí)間、油品類型、裝車單位、操作員編號(hào)等等）進(jìn)行多種關(guān)鍵字查詢和統(tǒng)計(jì)功能，并且自動(dòng)生成相關(guān)聯(lián)報(bào)表。

（5）打印功能：其自定義打印功能，更加貼近實(shí)用，可以由用戶自主選擇打?。?/p>

5 結(jié)論

本設(shè)計(jì)采用OOAD思想，用UNL建模，并使用Borland C++作為開發(fā)工具，規(guī)范化的設(shè)計(jì)和編程過程，以及大量集成的成熟控件足以支撐本軟件系統(tǒng)的快速開發(fā)。結(jié)果表明，軟件系統(tǒng)既可以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Modbus功能碼進(jìn)行調(diào)試，也可以對(duì)自定義功能碼進(jìn)行設(shè)置，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制下位機(jī)狀態(tài)，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫功能記錄所有關(guān)鍵操作和核心設(shè)備配置參數(shù)信息，保障差錯(cuò)恢復(fù)。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，使用簡(jiǎn)明方便，很好地滿足項(xiàng)目要求。

[參考文獻(xiàn)]

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modbus協(xié)議范文第3篇

關(guān)鍵詞：MODBUS PLC 變頻器

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)02-0072-02

1、引言

MODBUS作為一種簡(jiǎn)單易用的通訊協(xié)議已經(jīng)越來越多的應(yīng)用在各類儀器儀表中，下面筆者以西門子公司的S7200PLC通過自由口與ABB公司的ACS510變頻器使用MODBUS協(xié)議進(jìn)行通信為例，對(duì)MODBUS通訊的應(yīng)用進(jìn)行敘述，以期達(dá)到拋磚引玉的效果。

2、硬件配置

圖1給出了SIMATIC S7-200CPU與四臺(tái)ABB ACS510變頻器構(gòu)成的MODBUS網(wǎng)絡(luò)。S7-200CPU為主工作站。變頻器1、變頻器2，變頻器3和變頻器4為從工作站。設(shè)置變頻器的通訊協(xié)議參數(shù)9802均為1，即變頻器通過RS485串行通訊口和MODBUS總線相連。設(shè)置通訊速率參數(shù)5303為19.2kb/s。設(shè)置校驗(yàn)方式參數(shù)5304為偶校驗(yàn)，1個(gè)停止位。設(shè)置控制類型參數(shù)5305為 ABB傳動(dòng)簡(jiǎn)版。從左到右變頻器1、2、3和4的站地址參數(shù)5302分別設(shè)置為3、4，5和6，并將變頻器4的總線終端電阻DIP開關(guān)置ON。在對(duì)變頻器以上參數(shù)設(shè)置完成后應(yīng)對(duì)傳動(dòng)重新上電激活，使新地址及通訊協(xié)議生效。

變頻器控制要求：

變頻器分現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程兩種控制模式，現(xiàn)場(chǎng)控制柜設(shè)置三位置模式選擇開關(guān)，分別為停止、本控和遠(yuǎn)程。在本控模式下啟動(dòng)/停止命令由現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)觸發(fā)數(shù)字輸入DI1控制，頻率由現(xiàn)場(chǎng)的電位器改變模擬輸入AI1的輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)選擇遠(yuǎn)程模式時(shí)，數(shù)字輸入DI2接通，通知PLC現(xiàn)變頻器已經(jīng)處于遠(yuǎn)程控制模式。為能夠?qū)崿F(xiàn)以上功能并在人機(jī)界面能夠觀察到變頻器的運(yùn)行頻率和通過模擬輸入AI2輸入的實(shí)際流量，還需要對(duì)變頻器其他部分參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，見表1。

3、程序設(shè)計(jì)

3.1 通訊內(nèi)容

主工作站輪流發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文到每個(gè)變頻器從工作站，隨之每個(gè)從工作站產(chǎn)生響應(yīng)報(bào)文。PLC主工作站分別對(duì)每個(gè)變頻器從工作站進(jìn)行如下操作：

(1)對(duì)每個(gè)變頻器的輸出線圈1～3的狀態(tài)進(jìn)行查詢；

(2)查詢變頻器狀態(tài)寄存器40004狀態(tài)字、40005實(shí)際值、40006實(shí)際值和40007實(shí)際值。40005～40007數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)于表1中變頻器參數(shù)5310、5311和5312中的實(shí)際值。

(3)寫變頻器控制字，對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程啟停進(jìn)行控制。

(4)寫變頻器寄存器，對(duì)變頻器的外部2給定進(jìn)行控制。

對(duì)一個(gè)變頻器的數(shù)據(jù)全部讀寫完成后，開始對(duì)下一站號(hào)變頻器的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫。當(dāng)所有變頻器的數(shù)據(jù)讀寫完成后，主工作站重新開始對(duì)最小站號(hào)變頻器的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫。數(shù)據(jù)的傳輸及接受采用PLC自由通訊口模式進(jìn)行，報(bào)文按照modbus的協(xié)議組織。

3.2 通訊格式

MODBUS請(qǐng)求報(bào)文格式如表2。

因在S7-200PLC發(fā)送指令XMT中，發(fā)送緩沖器的第一個(gè)字節(jié)指定的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，從第二個(gè)字節(jié)以后的數(shù)據(jù)為需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。因此，結(jié)合MODBUS請(qǐng)求報(bào)文格式，PLC發(fā)送數(shù)據(jù)的格式如表3。

在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信過程中，主工作站輪流發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文到每個(gè)從工作站，隨之每個(gè)從工作站必須產(chǎn)生響應(yīng)報(bào)文返回到主工作站。當(dāng)主工作站向從工作站發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文和接受從工作站返回的響應(yīng)報(bào)文時(shí)，在主工作站儲(chǔ)存區(qū)開辟了發(fā)送緩沖區(qū)和接受緩沖區(qū)。主工作站向從工作站發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文時(shí)，首先對(duì)相應(yīng)從工作站輸出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC運(yùn)算生成校驗(yàn)碼，并將校驗(yàn)碼疊加在輸出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)之后再傳送到發(fā)送緩沖區(qū)，然后再由發(fā)送指令發(fā)出。建立一個(gè)遠(yuǎn)程循環(huán)結(jié)束標(biāo)志位，當(dāng)響應(yīng)報(bào)文全部接受完成，置該位為ON。主工作站在接受從工作站的響應(yīng)報(bào)文時(shí)，先把響應(yīng)報(bào)文輸入到接受緩沖區(qū)，再把接受緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)傳送到輸入緩沖區(qū)。為此，在主工作站中要留有兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，一個(gè)作為報(bào)文請(qǐng)求（輸出緩沖區(qū)），另一個(gè)作為報(bào)文響應(yīng)（輸入緩沖區(qū)）。

在MODBUS RTU通訊協(xié)議中都必須要求有CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)。CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)為兩個(gè)字節(jié)，附加在報(bào)文后面的CRC的值由發(fā)送設(shè)備計(jì)算，當(dāng)放置CRC 值于報(bào)文時(shí)，高低字節(jié)必須交換。首先發(fā)送低位字節(jié)，然后再發(fā)送高位字節(jié)。故此在發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)要比輸出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)多兩個(gè)CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)字節(jié)。接收設(shè)備在接收?qǐng)?bào)文時(shí)重新計(jì)算CRC的值，并將計(jì)算結(jié)果于實(shí)際接收到的CRC值相比較。如果兩個(gè)值不相等，則傳送的數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤。

3.3 程序描述

SBR0子程序:在PLC上電初始化階段，設(shè)置通訊口為自由口通信方式，并設(shè)置波特率及校驗(yàn)方式，允許全部中斷時(shí)件，并設(shè)置定時(shí)中斷的時(shí)基為20毫秒。在這里設(shè)置波特率為19.2KB/S，偶校驗(yàn)，每字符8個(gè)數(shù)據(jù)。注意必須與從工作站的通訊參數(shù)相同。為輸出和輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)地址建立間接尋址指針。并設(shè)置請(qǐng)求報(bào)文的剩余數(shù)目為4,設(shè)置從工作站的查詢剩余數(shù)目為4。

將輸出緩沖區(qū)指針中指出的地址為起始地址的12個(gè)字節(jié)通過塊傳送命令傳送到發(fā)送緩沖區(qū)單元中。并復(fù)位遠(yuǎn)程循環(huán)結(jié)束標(biāo)志位。

對(duì)發(fā)送緩沖區(qū)中的報(bào)文進(jìn)行運(yùn)算生成CRC，交換CRC 寄存器中的高低字節(jié)，并將交換完成的CRC 寄存器疊加到發(fā)送緩沖區(qū)中。

啟動(dòng)定時(shí)中斷和發(fā)送中斷，并通過發(fā)送指令將發(fā)送緩沖區(qū)中的請(qǐng)求報(bào)文發(fā)送。

建立跳轉(zhuǎn)入口，標(biāo)號(hào)1。

若循環(huán)未結(jié)束，跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)1。程序不向下執(zhí)行，直至遠(yuǎn)程循環(huán)結(jié)束，標(biāo)志位為ON。

遠(yuǎn)程I/O更新完成，將接受的報(bào)文通過塊傳送命令傳送到接受緩沖區(qū)指針指出的接受緩沖區(qū)中。

修改發(fā)送緩沖區(qū)和接受緩沖區(qū)指針值，指向下一個(gè)輸出和輸入緩沖區(qū)字節(jié)地址。將請(qǐng)求報(bào)文的剩余數(shù)目減1。

當(dāng)請(qǐng)求報(bào)文的剩余數(shù)目為零時(shí)，重新設(shè)置請(qǐng)求報(bào)文的剩余數(shù)目為4,將從工作站的查詢剩余數(shù)目減1。

當(dāng)工作站的查詢剩余數(shù)目為零時(shí)，重新設(shè)置從工作站的查詢剩余數(shù)目為4，為輸出和輸入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)地址重新建立間接尋址指針。

INT_0中斷程序:在接受報(bào)文超時(shí)情況下，禁止接受中斷和接受定時(shí)中斷，置遠(yuǎn)程循環(huán)結(jié)束標(biāo)志位為ON。

INT_1中斷程序:在發(fā)送超時(shí)情況下禁止發(fā)送中斷和發(fā)送定時(shí)中斷，置PLC為STOP模式。

INT_10中斷程序:禁止發(fā)送完成中斷，啟動(dòng)接受定時(shí)中斷INT_0和接受數(shù)據(jù)中斷程序INT_11。

INT_11中斷程序:若接受的首字符（從工作站地址）為從工作站的正確地址，則建立一個(gè)接受字符的地址指針。并把接受到的字符裝入到接受字符指針指出地址中。增加指針的數(shù)值，指向下一個(gè)地址。并啟動(dòng)中斷程序INT_12。

INT_12中斷程序:把接受到的第二個(gè)字符（功能碼）裝入到接受字符指針指出地址中，增加指針的數(shù)值，指向下一個(gè)地址。啟動(dòng)中斷程序INT_13。

INT_13中斷程序:把收到的第三個(gè)字符（字節(jié)數(shù)）裝入到接受字符指針指出地址中，并修改指針值。第三個(gè)字符為接受的不含CRC校驗(yàn)碼字符的總數(shù)目，剩余接受字符數(shù)目為將字節(jié)數(shù)加2，若反饋的功能碼為十六進(jìn)制數(shù)0F，全部剩余字符數(shù)目為5。將全部剩余字符數(shù)目置入到累加器AC1中，當(dāng)累加器AC1為零時(shí)，接收字符也就完成。啟動(dòng)中斷程序INT_14。

INT_14中斷程序:將接受到的字符裝入接受字符指針指出地址中，并修改地址指針值和將將累加器AC1數(shù)值減一。若累加器AC1的數(shù)值為零。則關(guān)閉字符接受中斷和定時(shí)中斷，并將遠(yuǎn)程循環(huán)結(jié)束標(biāo)志位置ON。

4、結(jié)語

該系統(tǒng)自投入在線運(yùn)行以來，系統(tǒng)調(diào)節(jié)迅速且運(yùn)行穩(wěn)定，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果，在助劑添加中具有較高的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]殷洪義.可編程序控制器選擇、設(shè)計(jì)與維護(hù).機(jī)械工業(yè)出版社,2002年.

[2]S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè).2004年.

modbus協(xié)議范文第4篇

關(guān)鍵詞：modbus協(xié)議；溫度采集；水泵房；S7-300PLC

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.前言

錢家營(yíng)礦的涌水量比較大，共設(shè)置了3個(gè)水平的泵房，伴隨著全自動(dòng)化礦井的建設(shè)，需要對(duì)-600水泵房和-850水泵房進(jìn)行升級(jí)改造，水泵和電機(jī)的溫度參數(shù)保證著水泵的安全運(yùn)行，每個(gè)水泵房共設(shè)置10臺(tái)排水泵，每臺(tái)水泵通過YBD-200溫度巡檢儀進(jìn)行溫度采集，該儀表采用的是modbus協(xié)議通過RS485總線接口傳輸?shù)絇LC，經(jīng)過PLC處理，傳輸?shù)降孛嫔衔粰C(jī)實(shí)時(shí)顯示。

1.溫度巡檢儀通信協(xié)議

YBD200型儀表采用的是標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議，RTU傳輸模式。Modbus協(xié)議是一種主-從通信協(xié)議。任何時(shí)刻只有一個(gè)設(shè)備能夠在線路上進(jìn)行發(fā)送。由主站點(diǎn)管理信息交換，且只有它能發(fā)起。它會(huì)相繼對(duì)從站進(jìn)行輪詢。除非被主站批準(zhǔn)，否則任何從站都不能發(fā)送消息。從站之間不能進(jìn)行直接通信。協(xié)議幀中不包含任何消息報(bào)頭字節(jié)或消息字節(jié)結(jié)束符。

1.它的定義如下（見表1）：

從站地址：消息中的地址包含一個(gè)字節(jié)，從站地址范圍是1…255。主設(shè)備通過將要聯(lián)絡(luò)的從設(shè)備的地址放入消息中的地址域來選通從設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備發(fā)送回應(yīng)消息時(shí)，它把自己的地址放入回應(yīng)的地址域中，以便主設(shè)備知道是哪一個(gè)設(shè)備做出回應(yīng)。數(shù)據(jù)：以二進(jìn)制代碼傳輸。CRC16：循環(huán)冗余錯(cuò)誤校驗(yàn)。采用的是9600bps的波特率。字節(jié)數(shù)據(jù)格式：一位起始位，八位數(shù)據(jù)位，一位偶校驗(yàn)位，一位停止位。從站地址編號(hào)：儀表地址必須在1～255之間，且同一總線上，每個(gè)儀表的地址不可重復(fù)。當(dāng)字符間隔時(shí)間長(zhǎng)于或等于3.5個(gè)字符時(shí)，即作為檢測(cè)到幀的結(jié)束。

2.讀取寄存器

主站請(qǐng)求（表2）：

從站響應(yīng)（表3）：

例如溫度巡檢儀的地址為10，利用串口調(diào)試軟件Com Monitor，進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)：0A 03 00 00 00 07 05 73得到的數(shù)據(jù)為：0A 03 0E 00 C6 00 BA 01 0B 01 3C 01 8F 01 8F 01 8F DC ED，表示該儀表通信正常。

3.硬件組成和接線

水泵的電控系統(tǒng)主要由一臺(tái)集控柜和10臺(tái)就地柜等組成，集控柜安裝有315-2DP的CPU模塊和CP343-1的以太網(wǎng)模塊、CP340-RS422/RS485通信模塊以及數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊等，溫度探頭選用的是Pt100鉑電阻類型的，把7點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)接到Y(jié)BD-200型溫度巡檢儀對(duì)應(yīng)的端子上，一共采集10臺(tái)水泵的溫度數(shù)據(jù)，每塊溫度巡檢儀均通過RS485總線接至集控柜中CP340-RS422/RS485的接口上，把10塊溫度巡檢儀的A端并聯(lián)的一起接到CP340-RS422/RS485的1#端子，B端并聯(lián)的一起接到CP340-RS422/RS485的2#端子即可，并且需要把CP340-RS422/RS485的5#端子進(jìn)行接地處理，抗干擾能力強(qiáng)。

4. PLC程序的編寫

現(xiàn)場(chǎng)使用YBD-200型溫度巡檢儀的地址編號(hào)為4-13，為了防止數(shù)據(jù)的讀取錯(cuò)誤，編寫主站PLC程序時(shí)，可通過增計(jì)數(shù)器進(jìn)行從站地址4-13的輪詢，并設(shè)置0.5s時(shí)鐘寄存器進(jìn)行控制。為了保證發(fā)送報(bào)文的準(zhǔn)確性，發(fā)送報(bào)文之前先利用事先編好CRC校驗(yàn)子程序檢驗(yàn)一下，CRC校驗(yàn)子程序采用的是CRC16算法。

PLC與溫度巡檢儀主要通過調(diào)用FB2、FB3系統(tǒng)塊實(shí)現(xiàn)主從站的請(qǐng)求和讀取功能。需要注意的是，調(diào)用FB2、FB3時(shí)，地址為CP340-RS422/RS485硬件組態(tài)時(shí)的地址352；主站請(qǐng)求時(shí)從DB3數(shù)據(jù)塊中的DBB0字節(jié)開始調(diào)用，字長(zhǎng)為8。主站讀取從站數(shù)據(jù)時(shí)，從DB8數(shù)據(jù)塊中的DBB0字節(jié)開始寫入，DB8塊數(shù)據(jù)先進(jìn)行CRC子程序檢驗(yàn)其正確性，然后再編程實(shí)現(xiàn)分組對(duì)應(yīng)到DB7數(shù)據(jù)塊中，從DB7.DBD0字節(jié)定義存儲(chǔ)溫度巡檢儀4#地址數(shù)據(jù)，依次是電機(jī)前軸、電機(jī)后軸、泵前軸、泵后軸、定子A相、定子B相、定子C相。依次類推，從DB7.DBD28開始存儲(chǔ)5#地址的7點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)，一共存儲(chǔ)10臺(tái)水泵的溫度參數(shù)。

通過CP343-1以太網(wǎng)模塊將PLC中的數(shù)據(jù)可以全部接入全礦自動(dòng)化平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，上位機(jī)利用西門子公司的wincc6.2進(jìn)行編寫繪制，通過編程實(shí)現(xiàn)將DB7中的溫度數(shù)據(jù)全部讀取到wincc中，同時(shí)也可以增加其他的故障信息。

結(jié)語

本文通過modbus協(xié)議RS485總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)溫度的采集，但在現(xiàn)場(chǎng)使用中發(fā)現(xiàn)，溫度巡檢儀的地址是固化的，如若巡檢儀損壞后，互換性較差，先已進(jìn)行溫度巡檢儀的升級(jí)，使每臺(tái)溫度巡檢儀的地址可在0～255之間任意調(diào)整，并將溫度巡檢儀使用的RS485總線模塊更換為MAX485具有光電隔離功能，大大增加了設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]史運(yùn)濤，孫德輝，李志軍，等.基于Modbus協(xié)議的通信集成技術(shù)研究[J].化工自動(dòng)化及儀表，2010，37（4）：67-72.

modbus協(xié)議范文第5篇

關(guān)鍵詞：PLC，modbus，自動(dòng)化

 

1、引言

Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。論文參考，modbus。

此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請(qǐng)求訪問其它設(shè)備的過程，如果回應(yīng)來自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

因此，Modbus協(xié)議具有適用性廣泛，使用靈活，同時(shí)還具備實(shí)時(shí)糾錯(cuò)等多種優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在打印適配板與PLC通訊中可以自如的設(shè)定其數(shù)據(jù)格式，并有效防止打印亂碼等打印故障的產(chǎn)生。

2、設(shè)計(jì)方法

本設(shè)計(jì)采用打印適配板作為主站，S7-200 PLC做從站的方式，由打印適配板主動(dòng)讀取PLC中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容來決定打印的格式、時(shí)間、打印字符內(nèi)容。

2.1 modbus通訊幀的結(jié)構(gòu)

本設(shè)計(jì)采用消息幀采用RTU模式，其結(jié)構(gòu)如下：

① 因其消息發(fā)送至少要以3.5個(gè)字符時(shí)間的停頓間隔開始，所以其起始位為T1-T2-T3-T4。

② 設(shè)備地址標(biāo)示主機(jī)下從站的地址，如可以將從站S7-200地址 設(shè)為16（如右圖）。

③ 功能代碼為該消息所要實(shí)現(xiàn)的功能

例如：一從主設(shè)備發(fā)往從設(shè)備的消息要求讀一組保持寄存 器，將產(chǎn)生如下功能代碼：

0 0 0 0 0 0 11 （十六進(jìn)制03H）

對(duì)正?；貞?yīng)，從設(shè)備僅回應(yīng)同樣的功能代碼。對(duì)異議回應(yīng)，它返回：

1 0 0 0 0 0 11 （十六進(jìn)制83H）

除功能代碼因異議錯(cuò)誤作了修改外，從設(shè)備將一獨(dú)特的代碼放到回應(yīng)消息的數(shù)據(jù)域中，這能告訴主設(shè)備發(fā)生了什么錯(cuò)誤。

④從主設(shè)備發(fā)給從設(shè)備消息的數(shù)據(jù)域包含附加的信息：從設(shè)備必須用于進(jìn)行執(zhí)行由功能代碼所定義的所為。這包括了象不連續(xù)的寄存器地址，要處理項(xiàng)的數(shù)目，域中實(shí)際數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。

⑤當(dāng)選用RTU模式作字符幀，錯(cuò)誤檢測(cè)域包含一16Bits值(用兩個(gè)8位的字符來實(shí)現(xiàn))。錯(cuò)誤檢測(cè)域的內(nèi)容是通過對(duì)消息內(nèi)容進(jìn)行循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè)方法得出的。CRC域附加在消息的最后，添加時(shí)先是低字節(jié)然后是高字節(jié)。故CRC的高位字節(jié)是發(fā)送消息的最后一個(gè)字節(jié)。

2.2 modbus協(xié)議的通訊周期

查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任何附加信息。論文參考，modbus。論文參考，modbus。

如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng)，在回應(yīng)消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應(yīng)。

2.3 PLC modbus庫初始化的設(shè)置

其中：

Mode: 輸入數(shù)值1將端口0指定給Modbus協(xié)議并啟用協(xié)議；將輸入數(shù)值0指定給PPI，并禁用Modbus協(xié)議。

Addr:S7-200作為從站的地址。論文參考，modbus。

Baud:通訊的波特率。

Parity: 0-無奇偶校驗(yàn)，1-奇數(shù)奇偶校驗(yàn)，2-偶數(shù)奇偶校驗(yàn)。

Delay: 數(shù)通過將指定的毫秒數(shù)增加至標(biāo)準(zhǔn)Modbus訊息超時(shí)的方法延長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)Modbus訊息結(jié)束超時(shí)條件。

MaxIQ: 參數(shù)將供Modbus地址00xxxx和01xxxx使用的I和Q點(diǎn)數(shù)設(shè)為0至128之間的數(shù)值。數(shù)值0禁用所有向輸入和輸出的讀取。

MaxAI: 參數(shù)將供Modbus地址03xxx使用的字輸入（AI）寄存器數(shù)目設(shè)為0至32之間的數(shù)值。數(shù)值0禁用模擬輸入的讀數(shù)。

MaxHold: 參數(shù)設(shè)定供Modbus地址04xxx使用的V內(nèi)存中的字保持寄存器數(shù)目。

HoldStart:即打印適配板存取V內(nèi)存中保持寄存器的起始地址。設(shè)置為&VB100,而MaxHold為25，所以VB100-VB200將被打印適配板所使用，編程時(shí)需避免與其沖突。

2.4 打印適配板的控制

打印適配板會(huì)持續(xù)讀取VB100-200中所儲(chǔ)存的信息，以做出其動(dòng)作判斷。因此，向規(guī)定地址中寫入數(shù)據(jù)，就可以控制打印系統(tǒng)的運(yùn)行。

如將”20”送入VB125，即可啟動(dòng)打印板的數(shù)據(jù)記錄

VD136,VD140,VD144即為數(shù)據(jù)被打印適配板所讀取的地址。

打印適配板將打印報(bào)表的格式固化在打印板中，接受到數(shù)據(jù)采集結(jié)束信號(hào)以后，會(huì)將本次數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，并在接到打印信號(hào)以后將其打印在報(bào)表的固定位置。論文參考，modbus。

3、結(jié)束語

Modbus工業(yè)協(xié)議因其適用性廣泛、簡(jiǎn)單易用，通訊較為可靠等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備與工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而在傳統(tǒng)的PLC數(shù)據(jù)打印方式中，數(shù)據(jù)受到干擾時(shí)微打無法判斷接收的是否正確，經(jīng)常造成打印異常，表現(xiàn)為亂碼、微打不打印等故障。論文參考，modbus。采用Modbus協(xié)議以后，就可以有效的避免這些問題的產(chǎn)生，使得需嚴(yán)格數(shù)據(jù)保存的自動(dòng)化設(shè)備的可靠性得以保證。

參考文獻(xiàn)

[1]SIEMENSSIMATICS7-200可編程序控制器

[2]MODBUSoverseriallinespecificationandimplementationguideV1.0modbus.org

[3]華镕編著從Modbus到透明就緒—施耐德電氣工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、設(shè)計(jì)、安裝和應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社2009

[4]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社2004