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Modbus簡介及其應(yīng)用解決方案

作者： 時(shí)間：2012-04-03 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏

Modbus是一種通信協(xié)議，于1979 年由Modicon公司發(fā)明，并公開、推向市場，基于主站—從站/客戶機(jī)—服務(wù)器方式連接智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換。Modbus通信幾乎可通過任何物理介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，如電線、光纖、紅外、射頻、擴(kuò)頻、微波、衛(wèi)星等，它還可通過不同網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連，如以太網(wǎng)、ADSL、ISDN、PSTN、ATM、FR等，具有很強(qiáng)擴(kuò)展能力。--IWMS_AD_BEGIN-->

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/155128.htm
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　　Modbus TCP/IP以太網(wǎng)具有很高的速度性能：響應(yīng)時(shí)間小于10ms，目前可滿足工業(yè)控制中90%應(yīng)用需求，其下一個(gè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是：響應(yīng)時(shí)間小于1ms！
　　由于Modbus是制造業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境下真正的開放協(xié)議，故得到了工業(yè)界的廣泛支持，是事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。還由于其協(xié)議簡單、容易實(shí)施和高性價(jià)比，所以得到全球超過400個(gè)廠家的支持，使用的設(shè)備節(jié)點(diǎn)超過700萬個(gè)，有多達(dá)250個(gè)硬件廠商提供Modbus的兼容產(chǎn)品：如Ebtron公司的空氣流監(jiān)測站；Acrison公司的重量進(jìn)料控制器；DVT-Cognex公司的圖像識別傳感器；Flow-serve公司的流量控制器；Honeywell-Eurotherm公司的記錄儀；Ormec公司的運(yùn)動控制器；GE Fanuc公司的PLC產(chǎn)品。另有多達(dá)150個(gè)軟件產(chǎn)品支持Modbus，如Matrikon公司的OPC產(chǎn)品。還有許多開發(fā)工具，如Ethereal-Cimetrics公司的協(xié)議分析儀；Ergotec公司的Java Beans(www.modbus.org)。
　　本文介紹基于Modbus的應(yīng)用及解決方案。
　　


　　施耐德電氣公司所提供的遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)是一種工業(yè)應(yīng)用的完整解決方案，主要應(yīng)用于對遠(yuǎn)程設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，它以施耐德電氣公司PLC為基礎(chǔ)結(jié)合用戶需求(包括硬件和軟件)，完成所有精確控制和數(shù)據(jù)傳輸。此方案可用于多種苛刻的工業(yè)環(huán)境，如圖1。
　　通信協(xié)議采用Modbus，RTU在Modbus網(wǎng)絡(luò)中，可扮演主設(shè)備或從設(shè)備，也可按需要隨時(shí)交換主/從角色，速度為1200～19200波特率，8位或7位數(shù)據(jù)位，可選有/無校驗(yàn)位，一位停止位。
　　通信接口和介質(zhì)多種多樣，接口有RS-232/485/422多站方式，有線方式有直連線、租用電話線、公用電話線PSTN、局域以太網(wǎng)、廣域ISDN、ATM、FR和XDSL等，無線方式有射頻(RF)、紅外線、微波、擴(kuò)頻和衛(wèi)星(VSAT)等。因Modbus是面向消息(Message)的協(xié)議，故與接口和介質(zhì)無關(guān)，幾乎可用所有介質(zhì)傳輸，在國內(nèi)的應(yīng)用也已涵蓋了上述方式。
　　例外報(bào)告可通過標(biāo)準(zhǔn)功能XMIT來實(shí)現(xiàn)，完成從設(shè)備轉(zhuǎn)換和例外信息的及時(shí)發(fā)送。整個(gè)RTU設(shè)備可緊湊地裝于NEMA12防銹鋼柜或NEMA4X玻璃纖維柜內(nèi)。電源可選：85～264VAC；24V DC；105～370VDC。
字串3

　　
　　二 人機(jī)界面+可編程控制器+變頻調(diào)速器應(yīng)用
　　

這是一種設(shè)備制造商(OEM)和傳統(tǒng)設(shè)備改造時(shí)經(jīng)常使用的方案，典型配置如圖2。圖中人機(jī)界面(HMI)可以是圖形或文字的，一般文字型HMI比圖形的HMI要價(jià)格低廉。圖中的變頻器(VSD)只畫了一臺，實(shí)際上使用RS-485的多站總線，最多可連接31臺。PLC可按工藝要求，對變頻器速度進(jìn)行控制。
　　完成上述方案的關(guān)鍵是需知道變頻器內(nèi)部的命令字和各參數(shù)的寄存器號，以下以施耐德公司ATV58變頻器為例說明PLC如何操作變頻器：
　　命令字CMD(變頻器地址W400)
　　位15：1：簡單控制方式
　　位1：=0 串行連接無效
　　　　 =1串行連接有效
　　位7：=0
　　　　 =1 故障復(fù)位
　　位8：=0 激活串行連接控制
　　　　 =1 取消串行連接控制
　 位11：=0　　正轉(zhuǎn)
　　　　　=1　　反轉(zhuǎn)
　　位12：=0　　運(yùn)行
　　　　　=1　　停止(減速停車)
　　位13：=0
　　　　　 =1　　直流注入停車
　　位14：=0
　　　　　=1　　快速停車 字串2
　　通過PLC的Modbus寫命令，把代碼發(fā)送到W400寄存器中，實(shí)現(xiàn)對變頻器的控制，舉例：
　　正轉(zhuǎn)運(yùn)行 CMD=H‘8002’
　　頻率設(shè)定 W401 LFR
　　轉(zhuǎn)速設(shè)定 W603 LFRD
　　反轉(zhuǎn)運(yùn)行 CMD=H‘8802’
　　頻率設(shè)定 W401LFR
　　轉(zhuǎn)速設(shè)定 W603 LFRD
　　減速停車
　　　　　　CMD=H‘9002’
　　直流注入停車
　　　　　　CMD=H‘A002’
　　快速停車CMD=H‘C002’
　　自由停車CMD=H‘8000’
　　因設(shè)備制造商對價(jià)格較敏感，所以也有把上述標(biāo)準(zhǔn)配置進(jìn)行簡化的版本，如圖3，控制和操作原理基本相同。
　　
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