PLC應用技術項目教程課件：Modbus 通信控制系統(tǒng)

PLCapplicationtechnologyPLC應用技術項目教程PLC在工業(yè)通信中的應用CONTENTS01任務7.1以太網通信控制系統(tǒng)02任務7.2自由口通信控制系統(tǒng)目

錄03任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)知識點1Modbus通信任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)1.Modbus通信協(xié)議簡介

Modbus協(xié)議是一項應用層報文傳輸協(xié)議，包括Modbus-ASCII、Modbus-RTU、Modbus-TCP三種報文類型，協(xié)議本身并沒有定義物理層，只是定義了控制器能夠認識和使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。標準的Modbus協(xié)議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網口。采用Master/Slave（主/從）方式通信。Modbus在2004年成為我國國家標準。任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)Modbus協(xié)議是一個master/slave架構的協(xié)議。有一個節(jié)點是master節(jié)點，其他使用Modbus協(xié)議參與通信的節(jié)點是slave節(jié)點。Modbus在串行通信時，比較常使用ModbusRTU，其報文格式見表7-13所示：2.異步通信和同步通信表7-13

ModbusRTU的報文格式啟動/暫停應用數據單元Slave協(xié)議數據單元

CRC功能代碼數據≥3.5Byte1Byte1Byte0....252Byte2ByteCRC低位CRC高位ModbusRTU的報文包括1個起始位、8個數據位、1個校驗位和1個停止位。任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)

2.異步通信和同步通信2.

S7-1200PLCModbusTCP通信介紹ModbusTCP通過編程實現網絡通信，可通過CPU或CM/CP的本地接口建立連接，不需要額外的通信硬件模塊。除了STEP7和CPU之間的連接外，還可能存在多個客戶端－服務器連接，圖7-33所示為S7-1200ModbusTCP通信連接圖。任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)

2.異步通信和同步通信（1）ModbusTCP服務器ModbusTCP服務器通過“MB_SERVER”指令配置，通過

PROFINET連接進行通信?！癕B_SERVER”指令將處理ModbusTCP客戶端的連接請求、接收并處理Modbus請求并發(fā)送響應。使用該指令時，可通過CPU或CM/CP的本地接口建立連接，無須其他任何硬件模塊。單獨的并發(fā)服務器連接必須遵循以下規(guī)則：1）各MB_SERVER連接必須使用一個唯一的背景數據塊。2）必須為各MB_SERVER連接分配一個唯一的IP端口號。每個端口只能用于1個連接。3）必須為各MB_SERVER連接分配一個唯一的連接ID。4）必須為每個連接（帶有各自的背景數據塊）單獨調用MB_SERVER。任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)2.異步通信和同步通信表

7-14

MB_SERVER指令功能表指令參數描述數據類型

EN使能BOOLDISCONNECTMB_SERVER指令與伙伴設備進行“被動”連接。服務器被動地偵聽來自任何請求IP地址的TCP連接請求。如果DISCONNECT=0且不存在連接，則可以啟動被動連接。

如果

DISCONNECT=1且存在連接，則啟動斷開操作。該參數允許程序控制何時接受連接。每當啟用此輸入時，無法嘗試其他操作BOOLCONNECT引用包含系統(tǒng)數據類型為“TCON_IP_v4”的連接參數的數據塊結構。VariantMB_HOLD_REG指向

MB_SERVERModbus保持寄存器的指針：保持寄存器必須是一個未經優(yōu)化的全局DB或M存儲區(qū)地址。儲存區(qū)用于保存允許

Modbus客戶端使用Modbus寄存器讀寫功能

VariantNDR新數據就緒：0=沒有新數據，1=表示Modbus客戶端已寫入新數據BOOLDR數據讀?。?=沒有讀取數據，1=表示Modbus客戶端已讀取該數據。BOOLERRORMB_SERVER執(zhí)行因錯誤而結束后，ERROR位將在一個掃描周期時間內保持為TRUE。BOOLSTATUS執(zhí)行條件代碼BOOL表

7-14

MB_SERVER指令功能表任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)

2.異步通信和同步通信（2）ModbusTCP客戶端“MB_CLIENT”指令作為ModbusTCP客戶端，通過S7-1200CPU上的

PROFINET連接器進行通信。使用該指令，無需其他任何硬件模塊。通過“MB_CLIENT”指令，可以在客戶端和服務器之間建立連接、發(fā)送請求、接收響應并控制。ModbusTCP服務器的連接終端。使用客戶端連接時，請記住以下規(guī)則。1）各MB_CLIENT連接必須使用一個唯一的背景DB。2）必須為各MB_CLIENT連接分配一個唯一的服務器IP地址。3）各MB_CLIENT連接分配一個唯一的連接ID。4）是否需要唯一的IP端口號取決于服務器組態(tài)。各個背景DB必須使用不同的連接ID。總之，背景DB和連接ID成對使用，且對每個連接必須是唯一的。任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)

2.異步通信和同步通信

指令參數描述數據類型

EN使能BOOLREQ0=無Modbus通信請求1=請求與ModbusTCP服務器通信BOOLDISCONNECT該參數允許程序控制與

Modbus服務器設備的連接和斷開。該值=0且不存在連接，則MB_CLIENT嘗試連接到分配的IP地址和端口號。該值=1且存在連接，則嘗試斷開連接操作。BOOLMB_MODE模式選擇：分配請求類型（讀、寫或診斷）。USIntMB_DATA_ADDRModbus起始地址：分配MB_CLIENT訪問的數據的起始地址。UDIntMB_DATA_LENModbus數據長度：分配此請求中要訪問的位數或字數。UIntMB_DATA_PTR指向

Modbus數據寄存器的指針：寄存器緩沖數據進入Modbus服務器或來自Modbus服務器。指針必須分配一個未進行優(yōu)化的全局DB或M存儲器地址。VariantCONNECT引用包含系統(tǒng)數據類型為“TCON_IP_v4”的連接參數的數據塊結構。VariantDONE上一請求已完成且沒有出錯后，DONE位將保持為TRUE一個掃描周期時間。BOOLBUSY?0-無MB_CLIENT操作正在進行?1-MB_CLIENT操作正在進行BOOLERRORMB_CLIENT執(zhí)行因錯誤而結束后，ERROR位將在一個掃描周期時間內保持為1。BOOLSTATUS執(zhí)行條件代碼BOOL表

7-15

MB_CLIENT指令功能表任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)2.異步通信和同步通信3.S7-1200PLC

ModbusRTU介紹（1）S7-1200PLC的ModbusRTU通信

串口通信模塊CM1241RS232和CM1241R485（CB1241）均支持ModbusRTU協(xié)議，可作為Modbus主站或從站與支持ModbusRTU的第三方設備通信。作為ModbusRTU主站運行的CPU能夠在ModbusRTU從站中通過通信連接讀取和寫入數據和I/0狀態(tài)。作為ModbusRTU從站運行的CPU允許通信連接的ModbusRTU主站讀取并寫入數據和I/0狀態(tài)。任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)

2.異步通信和同步通信3.S7-1200PLC

ModbusRTU介紹使用S7-1200PLC串口通信模塊進行ModbusRTU協(xié)議的通信通常非常簡單，先調用MB_COMM_LOAD指令來設置通信端口參數，然后調用MB_MASTER或MB_SLAVE指令為主站和從站與支持ModbusRTU的第三方設備通信。任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)

2.異步通信和同步通信表7-16Modbus_Comm_Load指令功能表指令參數描述數據類型

EN使能BoolREQ0=無請求

1=請求將數據傳送到Modbus從站BoolPORT硬件標識符PortBAUD波特率UDIntPARITY奇偶校驗選擇：0-無，1-奇校驗，2-偶校驗UIntMB_DB對Modbus_Master或Modbus_Slave指令所使用的背景數據塊的引用VariantDONE上一請求已完成且沒有出錯后，DONE位將保持為TRUE，持續(xù)一個掃描周期時間BoolSTATUS故障代碼WordERROR是否出錯；0-無錯誤，1-有錯誤Bool任務7.3Modbus通信控制系統(tǒng)

2.異步通信和同步通信表7-17

Modbus_Master指令功能表指令參數描述數據類型

EN使能BoolREQ0=無請求

1=請求將數據傳送到Modbus從站BoolMB_ADDR從站站地址，有效值1-247UIntMODE模式選擇：0-讀，1-寫USIntDATA_ADDR從站中的寄存器地址：指定要在

Modbus從站中訪問的數據的起始地址。UDIntDATA_LEN數據長度UIntDATA_PTR數據指針：指向要寫入或讀取的數據的M或DB地址VariantDONE上一請求已完成且沒有出錯后，DONE位將保持為TRUE一個掃描周期時間。BoolBUSY0