Modbus現(xiàn)場總線及應(yīng)用實例

　　Modbus是Modicon公司為該公司生產(chǎn)的PLC設(shè)計的一種通信協(xié)議，從其功能上看，可以 認(rèn)為是一種現(xiàn)場總線。它通過24種總線命令實現(xiàn)PLC與外界的信息交換。具有Modbus接口的PLC可以很方便地進行組態(tài)。

　　2. Modbus通信協(xié)議

　　Modbus協(xié)議最初由Modicon公司開發(fā)出來，在1979年末，該公司成為施耐德自動化部門 的一部分，現(xiàn)在Modbus已經(jīng)是工業(yè)領(lǐng)域全球最流行的協(xié)議。此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS232、RS422、RS485和以太網(wǎng)設(shè)備。許多工業(yè)設(shè)備，包括P町、DCS、智能儀表等都在使用Modbus 協(xié)議作為它們之間通信的標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進行集中監(jiān)控。

　　Modbus協(xié)議包括ASCII、RTU、TCP等，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠 認(rèn)識和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進行通信的。標(biāo)準(zhǔn)的Modicon控制器使用RS232C實現(xiàn)串行的Modbuso Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和應(yīng)答的方式，數(shù)據(jù)通信采用M aserlSlave方式， Master端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息， Slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到Master端以響應(yīng)請求; Master端也可以直接發(fā)消息修改Slave端的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向讀寫。

　　Modbus協(xié)議需要對數(shù)據(jù)進行校驗，串行協(xié)議中除有奇偶校驗外， ASCII模式采用LRC校 驗， RTU模式采用16位CRC校驗，但TCP模式?jīng)]有額外規(guī)定校驗，因為TCP協(xié)議是一個面向連接的可靠協(xié)議。另外， Modbus采用主從方式定時收發(fā)數(shù)據(jù)，在實際使用中如果某Slave站點斷開后(如故障或關(guān)機)， Master端可以診斷出來，而當(dāng)故障修復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)又可以自動接通。因此， Modbus協(xié)議的可靠性較好。

　　3.基于Modbus總線的交頻調(diào)這系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

　　系統(tǒng)的組成原理如圖10-3所示，系統(tǒng)選用自帶Modbus總線接口的變頻器，整合PLC、單片機或者PC機作為主站的控制器，可以組建生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，發(fā)揮Modbus總線控制和變頻調(diào)速的優(yōu)良性能，實現(xiàn)設(shè)備的集中式控制。在總線的兩個終端需配置120n電阻。掛在總線上的安J1I VS606V7交流變頻器，除了電壓、電流、脈沖輸入和旋鈕控制外，還支持點到點的Modbus協(xié)議通信，其硬件接口采用邸422/485串行方式;軟件接口協(xié)議采用Modbus RTU模式，消息幀中的每個8Bit字節(jié)包含兩個4Bit的十六進制數(shù)字字符。

　　圖10-3基于Modbus總線的變頻調(diào)速系統(tǒng)