modbus通訊協(xié)議在dcs及plc通訊中應(yīng)用

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1、Modbus通訊協(xié)議在DCS及PLC通訊中應(yīng)用【摘要】本文介紹了MODBUS協(xié)議具有偵錯(cuò)能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸量大、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，因此成為自控領(lǐng)域使用非常廣泛的通訊語(yǔ)言，介紹了HoneywellTPS系統(tǒng)與SiemensPLC.通過MODBUS協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊的設(shè)計(jì)和井發(fā)，介紹了MODBUS協(xié)議的特點(diǎn)和應(yīng)用過程，對(duì)兩系統(tǒng)硬建設(shè)置、軟利組態(tài)以及調(diào)試方面作了較為詳細(xì)的介紹?！娟P(guān)鍵詞】Modus通信協(xié)議;分散型控制系統(tǒng);數(shù)據(jù)共享0.前言工業(yè)控制己從單機(jī)控制走向分散控制，并走入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制提供了方便，節(jié)省了成本，

2、提高了性能。實(shí)際應(yīng)用中，往往需要不同廠家控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，或某集成系統(tǒng)不能滿足控制需要而額外加系統(tǒng)，需要將2種不同系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)。1.Modbus協(xié)議簡(jiǎn)介Modbus協(xié)議是應(yīng)用于控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器和其他設(shè)備之間可以進(jìn)行通信。它己成為一種通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過Modbus協(xié)議，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)準(zhǔn)的Modbus6協(xié)議使用RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)等。控制器能直接或經(jīng)山Modem組網(wǎng)。Modbus協(xié)議將通訊參與者規(guī)定為

3、“主”(Master)和“從”(Slave)。主設(shè)備可單獨(dú)和從設(shè)備通信，也能以廣播方式和所有從設(shè)備通信，而從設(shè)備之間不能通信。Modbus協(xié)議建立了主設(shè)備查詢的格式:設(shè)備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤檢測(cè)域。設(shè)備(或廣播)地址提供從機(jī)地址，從機(jī)根據(jù)地址判別是否接收請(qǐng)求，以做出相應(yīng)響應(yīng)，用戶必須設(shè)置每臺(tái)從機(jī)的地址。功能代碼告訴從機(jī)該完成什么樣的動(dòng)作，例如功能代碼3表示讀取從機(jī)保持寄存器并返回其中的內(nèi)容，數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容就必須包括從機(jī)的寄存器地址，需要讀的寄存器的個(gè)數(shù)。錯(cuò)誤校驗(yàn)域用于校驗(yàn)信息是否正確傳輸，采用循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè)

4、方法，CRC域附加在消急的最后，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.通信系統(tǒng)硬件組成及連接Modbus協(xié)議運(yùn)行在RS-232/RS-485標(biāo)準(zhǔn)的接口系統(tǒng)中，實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定用哪一種:RS-232只能實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的連接，其傳輸速率局限于20Kbps,并且傳輸距離在沒有Modem的情況下只有15m左右(用戶可以用Modem擴(kuò)展傳輸距離);RS-485最多可驅(qū)動(dòng)32臺(tái)設(shè)備，其傳輸距離在100Kbps時(shí)可達(dá)1200m。6TPS系統(tǒng)的RS-485接口最多可以連接15個(gè)設(shè)備，連接方法可參考

5、手冊(cè)，終端要有120Ω的終端電阻。3.通信系統(tǒng)硬件組態(tài)及編程3.1TPS系統(tǒng)組態(tài)首先對(duì)SIIOP進(jìn)行組態(tài)。在HPM(APM)控制功能組態(tài)中有以下一些參數(shù)與通訊有關(guān):NNUMERIC：Numeries量的最大個(gè)數(shù)，要求為16的倍數(shù)。NSTRING：Strings量的最大個(gè)數(shù)，要求為16的倍數(shù)。NTIME：Times量的最大個(gè)數(shù)，要求為32的倍數(shù)。NARRSLOT：最大可以設(shè)置256個(gè)Array點(diǎn)，其中最多80個(gè)可用于SI卡。SCANPER：指明HPMM(APMM)以多長(zhǎng)的周期掃描SI數(shù)據(jù)并把它們打包進(jìn)Array點(diǎn)中，此參數(shù)影響到Ar

6、ray點(diǎn)的最大設(shè)置量。當(dāng)掃描周期為1s時(shí)，Array點(diǎn)最多為80個(gè);當(dāng)掃描周期為0.5s時(shí)，Array點(diǎn)最多為40個(gè);當(dāng)掃描周期為0.25s時(shí)，Array點(diǎn)最多為20個(gè)。組態(tài)畫面的第2頁(yè)組態(tài)Array點(diǎn)的類型、大小和起始地址索引。注意每種點(diǎn)的類型不能超過其規(guī)定的大小。其起始地址可為。0-99999之間的任意數(shù)值，TPS系統(tǒng)通過起始地址定義Modbus功能號(hào)和數(shù)據(jù)傳送地址，其中最高位決定所選用Modbus功能號(hào)，低4位為Modbus功能號(hào)讀/寫數(shù)據(jù)的地址。3.2Siemens6PLC中的組態(tài)與編程CP341/CP441-2模塊是西門

7、子S7-300/400系列PLC中支持Modbus串行通訊的模塊，CP341有1個(gè)(CP441-2有2個(gè))串行通訊口(RS-232C或TTY或RS-485/422)。以使用這種通訊模塊實(shí)現(xiàn)S7300/400與Modbus主從站通訊，該系統(tǒng)使用CP341。要實(shí)現(xiàn)Modbus通訊時(shí)，需要在CP341/CP441-2模塊上插入相應(yīng)協(xié)議的硬件狗，CP模板才能夠支持Modbus(RTU格式)。首先安裝STEP75.x軟件和CP34.x模板所帶的軟件驅(qū)動(dòng)程序。模板驅(qū)動(dòng)程序包括了對(duì)CP341進(jìn)行參數(shù)化的窗口、用于串行通訊的FB程序塊、模板不同應(yīng)

8、用方式的例子程序，CP341模板手冊(cè)的附錄B中說明了CP模板通訊口的針腳定義。當(dāng)系統(tǒng)上電，CP341模板初始化完成后，SF燈點(diǎn)亮;斷電，在CP模塊上插入Modbus從站硬件狗，然后安裝Modbus從站軟件包，安裝完軟件包后，就可在項(xiàng)目中組態(tài)Modb