西門子SIEMENS模塊6ES72881CR600AA1全新

　經(jīng)濟(jì)型CPU模塊具有20I/O,30I/O,40I/O,60I/O四種配置

　　高速處理器芯片，位指令執(zhí)行時(shí)間可達(dá)0.15μs

　　支持高速計(jì)數(shù)功能，可實(shí)現(xiàn)單相4路100KHz或2路A/B相50KHz輸入

　　集成斷電數(shù)據(jù)保持功能，無(wú)需電池，只需簡(jiǎn)單設(shè)置，輕松實(shí)現(xiàn)斷電數(shù)據(jù)保持

　　本體集成一個(gè)RS485通信接口，可連接觸摸屏或變頻器

　　串口隔離，支持Modbus-RTU、USS、自由口通信

　　CPU模塊的輸入輸出端子可拆卸，CPU可導(dǎo)軌或螺釘安裝

　　220VAC供電，繼電器輸出，支持24V源型或漏型輸入

　　使用STEP7Micro/WINSMART編程軟件，界面更友好，操作更簡(jiǎn)單，全面支持Windows10操作系統(tǒng)

　　PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中占有很大的比例，一些大型的控制系統(tǒng)中控制點(diǎn)數(shù)量達(dá)到上萬(wàn)，采用常規(guī)的通道測(cè)量方法來(lái)對(duì)PLC通道測(cè)量往往需要花費(fèi)不少的時(shí)間，而且效率低。本文針對(duì)施耐德電氣的Quantum系列PLC，通過(guò)引入Modbus-TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)普通計(jì)算機(jī)與PLC通信，用普通計(jì)算機(jī)取代編程器去進(jìn)行通道測(cè)量試驗(yàn)。操作人員不需要對(duì)PLC和計(jì)算機(jī)的通信很熟悉就能夠很快地完成通道檢測(cè)，提高了工作效率。

西門子SIEMENS模塊6ES72881CR600AA1全新

　　2Modbus通信原理

　　2.1Modbus應(yīng)用層協(xié)議

　　Modbus應(yīng)用層協(xié)議位于ISO/OSI參考模型中的第七層，它是通過(guò)請(qǐng)求-響應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間按客戶/服務(wù)器方式通信。首先客戶發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文到服務(wù)器，服務(wù)器接收到報(bào)文后進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，若報(bào)文無(wú)誤則執(zhí)行操作，并返回響應(yīng)報(bào)文到客戶端，若傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤則返回異常響應(yīng)報(bào)文，從而完成一次通信周期。Modbus協(xié)議定義了一個(gè)與傳輸層無(wú)關(guān)報(bào)文格式，該報(bào)文稱之為協(xié)議數(shù)據(jù)元(PDU)，協(xié)議數(shù)據(jù)元由占用一個(gè)字節(jié)的功能碼和長(zhǎng)252個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)域組成.

　　 　　功能碼的有效取值范圍是1~255，功能碼分類分為三類:公用功能碼、用戶自定義功能碼和保留功能碼。由客戶端發(fā)送到服務(wù)器的報(bào)文中的功能碼指示服務(wù)器所要執(zhí)行的操作，一些功能碼還帶有子功能碼，用于執(zhí)行多步操作。如果服務(wù)器接收到的報(bào)文正確并執(zhí)行，由服務(wù)器返回的報(bào)文中的功能碼告訴客戶端設(shè)備該信息為按照該功能碼執(zhí)行的結(jié)果。Modbus網(wǎng)絡(luò)通信中常用到的是公用功能碼，它們?cè)诓煌井a(chǎn)品之間的通信中具有統(tǒng)一的定義。表一給出了部分公用功能碼的定義。歡迎轉(zhuǎn)載，本文來(lái)自電子發(fā)燒友網(wǎng)

　　數(shù)據(jù)域內(nèi)存放著Modbus設(shè)備能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)信息。由客戶發(fā)送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)域含有功能碼操作的附加信息，在某些請(qǐng)求報(bào)文中數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度為零。

　　 表一

　　由表1中可看出Modbus協(xié)議中依據(jù)數(shù)據(jù)屬性的區(qū)別定義了四種數(shù)據(jù)類型:離散輸入、線圈、輸入寄存器和輸出寄存器。這四種數(shù)據(jù)類型的組合構(gòu)成了Modbus數(shù)據(jù)模型。它們?cè)诓煌脑O(shè)備內(nèi)存中分配的方式是由生產(chǎn)廠家預(yù)先制定的，可以是在同一區(qū)域，也可以是有各自的獨(dú)立區(qū)域或其他方式。

　　圖2ModbusPDU尋址方式

　　PDU的尋址方式也在Modbus應(yīng)用層協(xié)議中作出了具體的定義。在ModbusPDU中每一個(gè)數(shù)據(jù)都賦予從0~65535中的一個(gè)值作為該數(shù)據(jù)的地址。而在Modbus數(shù)據(jù)模型中，每一種數(shù)據(jù)類型塊中的數(shù)據(jù)單元都定義了一個(gè)從1到n(設(shè)備容量決定)的值作為其地址。

　　Modbus數(shù)據(jù)模型要與符合IEC-61131標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際設(shè)備內(nèi)存或者其他模型對(duì)應(yīng)起來(lái)，這方面的映射關(guān)系是由設(shè)備生產(chǎn)廠家制定的。圖二給出了Modbus尋址模型，設(shè)備內(nèi)存中的四種數(shù)據(jù)模式的組織方式是由廠家決定的。由圖2可知，一個(gè)ModbusPDU地址所對(duì)應(yīng)的Modbus數(shù)據(jù)模型地址為該P(yáng)DU地址加1。

　　2.2Modbus通信實(shí)現(xiàn)方式

　　要實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信，需要將Modbus應(yīng)用層協(xié)議嵌入到ISO/OSI參考模型中的低層協(xié)議中。現(xiàn)行的通信方式有三種:

　　(1)通過(guò)串行鏈路實(shí)現(xiàn)的異步數(shù)據(jù)傳輸(Modbus-RTUandModbus-ASCII)，又稱標(biāo)準(zhǔn)Modbus通信;

　　(2)高速令牌環(huán)網(wǎng)通信(Modbus-Plus);

　　(3)基于TCP/IP的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)通信(Modbus-TCP)。

　　表2給出這三種通信方式與ISO/OSI參考模型的比較。

　　在不同的通信方式中都要對(duì)ModbusPDU進(jìn)行封裝，組成不同的Modbus幀，這種幀在Modbus協(xié)議中有專有的名詞稱之為應(yīng)用數(shù)據(jù)單元(ADU)。在Modbus-RTU和Modbus-Plus通信中采用的是標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用數(shù)據(jù)單元，它只是在PDU前面加上了占用一個(gè)字節(jié)的附加地址和在PDU結(jié)束增加了占用兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)碼。在Modbus-TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信中需要對(duì)Modbus應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行重新封裝，該封裝是通過(guò)在ModbusPDU前加上了Modbus應(yīng)用層協(xié)議幀頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。