西門子6ES72882QT160AA0數字量輸出模塊

PLC在工業自動化控制領域中占有很大的比例，一些大型的控制系統中控制點數量達到上萬，采用常規的通道測量方法來對PLC通道測量往往需要花費不少的時間，而且效率低。本文針對施耐德電氣的Quantum系列PLC，通過引入Modbus-TCP協議實現普通計算機與PLC通信，用普通計算機取代編程器去進行通道測量試驗。操作人員不需要對PLC和計算機的通信很熟悉就能夠很快地完成通道檢測，提高了工作效率。

　　2Modbus通信原理

　　2.1Modbus應用層協議

　　Modbus應用層協議位于ISO/OSI參考模型中的第七層，它是通過請求-響應機制實現不同設備間按客戶/服務器方式通信。首先客戶發送請求報文到服務器，服務器接收到報文后進行差錯校驗，若報文無誤則執行操作，并返回響應報文到客戶端，若傳輸出現錯誤則返回異常響應報文，從而完成一次通信周期。Modbus協議定義了一個與傳輸層無關報文格式，該報文稱之為協議數據元(PDU)，協議數據元由占用一個字節的功能碼和長252個字節的數據域組成.

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。由客戶端發送到服務器的報文中的功能碼指示服務器所要執行的操作，一些功能碼還帶有子功能碼，用于執行多步操作。如果服務器接收到的報文正確并執行，由服務器返回的報文中的功能碼告訴客戶端設備該信息為按照該功能碼執行的結果。Modbus網絡通信中常用到的是公用功能碼，它們在不同公司產品之間的通信中具有統一的定義。表一給出了部分公用功能碼的定義。歡迎轉載，本文來自電子發燒友網

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數據域內存放著Modbus設備能夠識別的數據信息。由客戶發送到服務器的數據域含有功能碼操作的附加信息，在某些請求報文中數據域的長度為零。

　　 表一

　　由表1中可看出Modbus協議中依據數據屬性的區別定義了四種數據類型:離散輸入、線圈、輸入寄存器和輸出寄存器。這四種數據類型的組合構成了Modbus數據模型。它們在不同的設備內存中分配的方式是由生產廠家預先制定的，可以是在同一區域，也可以是有各自的獨立區域或其他方式。

　圖2ModbusPDU尋址方式

　　PDU的尋址方式也在Modbus應用層協議中作出了具體的定義。在ModbusPDU中每一個數據都賦予從0~65535中的一個值作為該數據的地址。而在Modbus數據模型中，每一種數據類型塊中的數據單元都定義了一個從1到n(設備容量決定)的值作為其地址。

　　Modbus數據模型要與符合IEC-61131標準的實際設備內存或者其他模型對應起來，這方面的映射關系是由設備生產廠家制定的。圖二給出了Modbus尋址模型，設備內存中的四種數據模式的組織方式是由廠家決定的。由圖2可知，一個ModbusPDU地址所對應的Modbus數據模型地址為該PDU地址加1。

　　2.2Modbus通信實現方式

　　要實現設備間的通信，需要將Modbus應用層協議嵌入到ISO/OSI參考模型中的低層協議中。現行的通信方式有三種:

　　(1)通過串行鏈路實現的異步數據傳輸(Modbus-RTUandModbus-ASCII)，又稱標準Modbus通信;

　　(2)高速令牌環網通信(Modbus-Plus);

　　(3)基于TCP/IP的客戶/服務器結構通信(Modbus-TCP)。

　　表2給出這三種通信方式與ISO/OSI參考模型的比較。