基于Modbus協(xié)議實(shí)現(xiàn)PLC與智能儀表的通訊

摘 要：隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，Modbus協(xié)議現(xiàn)已不僅僅局限于應(yīng)用在PLC/上位機(jī)之間的通訊上，許多智能儀表廠商也紛紛采用該協(xié)議作為自己產(chǎn)品的通訊協(xié)議。施耐德公司在其編程軟件Concept2.2+補(bǔ)丁程序Service Release2中增加了一條功能強(qiáng)大的通訊指令XXMIT。筆者結(jié)合實(shí)例對該指令的Modbus Master使用方法做一些介紹，以供廣大過程技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵字：Modbus協(xié)議; PLC; XXMIT指令; 智能儀表

1 引言

　　Modbus 協(xié)議是法國施耐德公司推出的一個(gè)全開放的“主從式（Master/Slave）”通訊協(xié)議，其本意在于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)（主設(shè)備）對PLC（從設(shè)備）內(nèi)部存儲區(qū)域的“直接”讀寫操作，無需用戶對PLC進(jìn)行通訊編程。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，Modbus協(xié)議現(xiàn)已不僅僅局限于應(yīng)用在PLC/上位機(jī)之間的通訊上，許多智能儀表廠商也紛紛采用該協(xié)議作為自己產(chǎn)品的通訊協(xié)議。與此同時(shí)，PLC也由以前單純的I/O控制發(fā)展成為集控制、數(shù)據(jù)采集、通訊為一身，在越來越多的自動(dòng)化工程中，PLC需要取代上位機(jī)，作為“主設(shè)備”來完成與智能儀表或其它支持該協(xié)議的PLC的通訊。針對這一情況，施耐德公司在其編程軟件Concept2.2+補(bǔ)丁程序Service Release2中增加了一條功能強(qiáng)大的通訊指令XXMIT。通過該指令，用戶可以將施耐德Modicon系列PLC上的原Modbus Slave通訊口作為Modbus Master口或標(biāo)準(zhǔn)串口來使用，大大擴(kuò)展了Modicon系列PLC的通訊功能。本文將結(jié)合實(shí)例對該指令的Modbus Master使用方法做一些介紹，以供廣大過程技術(shù)人員參考。

2 XXMIT指令基本參數(shù)介紹

　　2.1 基本參數(shù)概述

　　2.2 重要參數(shù)說明

　　2.2.1 Command參數(shù)

　　該參數(shù)的16個(gè)為位用于設(shè)置通訊口的不同工作方式

　　Bit1-Bit4: 使用Modem時(shí)需設(shè)定的相關(guān)參數(shù)

　　Bit5: 是否使用XON/XOFF流控制。設(shè)為1時(shí)表示使用XON/XOFF流控制

　　Bit6: 是否使用RTS/CTS握手信號。設(shè)為1時(shí)表示允許使用RTS/CTS信號

　　Bit7: 是否清除“Back Space”字符。設(shè)為1時(shí)表示在“Simple ASCII Input”和“Terminated

　　ASCII Input”模式下，清除MsgIn中的“Back Space”字符

　　Bit8: 是否接管通訊口FIFO緩沖區(qū)。設(shè)為1時(shí)表示XXMIT指令接管通訊口FIFO緩沖區(qū)的控制

　　Bit9: 是否啟用Modbus模式。設(shè)為1時(shí)表示通訊口工作在Modbus Master模式下

　　Bit10: 是否啟用標(biāo)準(zhǔn)串口模式。設(shè)我1時(shí)表示通訊口工作在標(biāo)準(zhǔn)串口模式下

　　注：Bit9,Bit10不能同時(shí)設(shè)為1

　　Bit11: 是否啟用“Simple ASCII Input”模式，設(shè)為1時(shí)表示啟用

　　Bit12: 是否啟用“Terminated ASCII Input”模式，設(shè)為1時(shí)表示啟用

　　Bit13: 不用

　　Bit14: 是否啟用RS485模式。設(shè)為1時(shí)表示啟用。只有在使用Modicon Momentum系列PLC時(shí)，該位才設(shè)為1

　　Bit15: 是否啟用RTS/CTS Modem控制。設(shè)為1時(shí)表示啟用

　　Bit16: 不用

　　2.2.2 Msgout參數(shù)

　　該參數(shù)中存放需發(fā)送的字符或數(shù)據(jù)。通常在Concept中用一個(gè)WORD型數(shù)組來給該參數(shù)賦值。當(dāng)通訊口工作在Modbus Master模式下時(shí)，需按Modbus RTU的格式來給該參數(shù)賦值，但不含CRC校驗(yàn)值，具體的格式見下表

　　2.2.3 Port參數(shù)

　　只要使用Modicon Momentum系列PLC時(shí)，該參數(shù)才被設(shè)為2，否則該參數(shù)的值都被設(shè)定為1，表示用Port1進(jìn)行通訊。

3 實(shí)例

　　下面的例子為筆者在西寧寺溝口水電廠機(jī)組監(jiān)控項(xiàng)目中，用Modicon Compact PLC與MP6000智能功率儀表通訊的程序，基此來對XXMIT指令的使用做更進(jìn)一步的說明。

　　3.1 工程要求

　　通過PLC從MP6000智能儀表中讀取機(jī)組當(dāng)前的有功功率、無功功率等數(shù)據(jù)。

　　3.2 硬件情況：

　　PLC: 施耐德Modicon Compact系列PLC，CPU型號為TSX PC-E984-265

　　智能儀表：MP6000功率表

　　通訊協(xié)議：Modbus協(xié)議

　　3.3 軟件情況：

　　PLC編程軟件：Concept2.2+Service Release2

　　編程方式：ST文本編程

　　MP6000的數(shù)據(jù)區(qū)情況：把MP6000儀表中從第一個(gè)地址開始的64個(gè)數(shù)據(jù)讀出來

　　PLC的數(shù)據(jù)區(qū)：從MP6000讀出的數(shù)據(jù)寫入PLC 40031開始的64個(gè)寄存器中

　　3.4 程序：

　　VAR

　　XXMIT_MB : XXMIT;

　　SET_CMD : SET_BIT;

　　END_VAR

　　SET_CMD （IN := 1,（＊ BOOL＊）

　　NO :=9 （＊ UINT＊））; （＊把Command參數(shù)的bit9置1，讓通訊口工作在Modbus Master模式下＊）

　　XXMIT_CMD:=SET_CMD.RES;

　　XXMIT_MSGOUT[1]:=3; （＊＊＊MODBUS功能碼 ＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[2]:=64; （＊＊＊需從MP6000中讀取的寄存器的數(shù)量 ＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[3]:=5; （＊＊＊MP6000的地址＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[4]:=1; （＊＊＊MP6000中數(shù)據(jù)的起始地址＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[5]:=31; （＊＊＊將讀取的數(shù)據(jù)寫入PLC從40031開始的64個(gè)寄存器中 ＊＊＊）

　　XXMIT_MB （Start :=1, （＊ BOOL ＊）

　　Command :=XXMIT_CMD , （＊ WORD ＊）

　　MsgOut :=XXMIT_MSGOUT , （＊ ANY ＊）

　　MsgLen :=5 , （＊ INT ＊）

　　Port :=1 , （＊ BYTE ＊）

　　Baudrate :=9600 , （＊ INT ＊）

　　Databits :=8 , （＊ BYTE ＊）

　　Stopbits :=1 , （＊ BYTE ＊）

　　Parity :=2 , （＊ BYTE ＊）

　　RespTout :=1000 , （＊ INT ＊）

　　RetryLmt :=20 , （＊ INT ＊）

　　StartDly :=0, （＊ INT ＊）

　　EndDly :=0 （＊ INT ＊））;

參考文獻(xiàn)：

　　1、 宋德玉.可編程控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：冶金工業(yè)出版社，1999

　　2、 曾繁泰等.可編程器件應(yīng)用導(dǎo)論.北京：清華大學(xué)出版社，2001