基于Modbus協議實現PLC與智能儀表的通訊

摘 要：隨著工業自動化技術的不斷發展，Modbus協議現已不僅僅局限于應用在PLC/上位機之間的通訊上，許多智能儀表廠商也紛紛采用該協議作為自己產品的通訊協議。施耐德公司在其編程軟件Concept2.2+補丁程序Service Release2中增加了一條功能強大的通訊指令XXMIT。筆者結合實例對該指令的Modbus Master使用方法做一些介紹，以供廣大過程技術人員參考。

關鍵字：Modbus協議; PLC; XXMIT指令; 智能儀表

1 引言

　　Modbus 協議是法國施耐德公司推出的一個全開放的“主從式（Master/Slave）”通訊協議，其本意在于實現上位機（主設備）對PLC（從設備）內部存儲區域的“直接”讀寫操作，無需用戶對PLC進行通訊編程。隨著工業自動化技術的不斷發展，Modbus協議現已不僅僅局限于應用在PLC/上位機之間的通訊上，許多智能儀表廠商也紛紛采用該協議作為自己產品的通訊協議。與此同時，PLC也由以前單純的I/O控制發展成為集控制、數據采集、通訊為一身，在越來越多的自動化工程中，PLC需要取代上位機，作為“主設備”來完成與智能儀表或其它支持該協議的PLC的通訊。針對這一情況，施耐德公司在其編程軟件Concept2.2+補丁程序Service Release2中增加了一條功能強大的通訊指令XXMIT。通過該指令，用戶可以將施耐德Modicon系列PLC上的原Modbus Slave通訊口作為Modbus Master口或標準串口來使用，大大擴展了Modicon系列PLC的通訊功能。本文將結合實例對該指令的Modbus Master使用方法做一些介紹，以供廣大過程技術人員參考。

2 XXMIT指令基本參數介紹

　　2.1 基本參數概述

　　2.2 重要參數說明

　　2.2.1 Command參數

　　該參數的16個為位用于設置通訊口的不同工作方式

　　Bit1-Bit4: 使用Modem時需設定的相關參數

　　Bit5: 是否使用XON/XOFF流控制。設為1時表示使用XON/XOFF流控制

　　Bit6: 是否使用RTS/CTS握手信號。設為1時表示允許使用RTS/CTS信號

　　Bit7: 是否清除“Back Space”字符。設為1時表示在“Simple ASCII Input”和“Terminated

　　ASCII Input”模式下，清除MsgIn中的“Back Space”字符

　　Bit8: 是否接管通訊口FIFO緩沖區。設為1時表示XXMIT指令接管通訊口FIFO緩沖區的控制

　　Bit9: 是否啟用Modbus模式。設為1時表示通訊口工作在Modbus Master模式下

　　Bit10: 是否啟用標準串口模式。設我1時表示通訊口工作在標準串口模式下

　　注：Bit9,Bit10不能同時設為1

　　Bit11: 是否啟用“Simple ASCII Input”模式，設為1時表示啟用

　　Bit12: 是否啟用“Terminated ASCII Input”模式，設為1時表示啟用

　　Bit13: 不用

　　Bit14: 是否啟用RS485模式。設為1時表示啟用。只有在使用Modicon Momentum系列PLC時，該位才設為1

　　Bit15: 是否啟用RTS/CTS Modem控制。設為1時表示啟用

　　Bit16: 不用

　　2.2.2 Msgout參數

　　該參數中存放需發送的字符或數據。通常在Concept中用一個WORD型數組來給該參數賦值。當通訊口工作在Modbus Master模式下時，需按Modbus RTU的格式來給該參數賦值，但不含CRC校驗值，具體的格式見下表

　　2.2.3 Port參數

　　只要使用Modicon Momentum系列PLC時，該參數才被設為2，否則該參數的值都被設定為1，表示用Port1進行通訊。

3 實例

　　下面的例子為筆者在西寧寺溝口水電廠機組監控項目中，用Modicon Compact PLC與MP6000智能功率儀表通訊的程序，基此來對XXMIT指令的使用做更進一步的說明。

　　3.1 工程要求

　　通過PLC從MP6000智能儀表中讀取機組當前的有功功率、無功功率等數據。

　　3.2 硬件情況：

　　PLC: 施耐德Modicon Compact系列PLC，CPU型號為TSX PC-E984-265

　　智能儀表：MP6000功率表

　　通訊協議：Modbus協議

　　3.3 軟件情況：

　　PLC編程軟件：Concept2.2+Service Release2

　　編程方式：ST文本編程

　　MP6000的數據區情況：把MP6000儀表中從第一個地址開始的64個數據讀出來

　　PLC的數據區：從MP6000讀出的數據寫入PLC 40031開始的64個寄存器中

　　3.4 程序：

　　VAR

　　XXMIT_MB : XXMIT;

　　SET_CMD : SET_BIT;

　　END_VAR

　　SET_CMD （IN := 1,（＊ BOOL＊）

　　NO :=9 （＊ UINT＊））; （＊把Command參數的bit9置1，讓通訊口工作在Modbus Master模式下＊）

　　XXMIT_CMD:=SET_CMD.RES;

　　XXMIT_MSGOUT[1]:=3; （＊＊＊MODBUS功能碼 ＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[2]:=64; （＊＊＊需從MP6000中讀取的寄存器的數量 ＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[3]:=5; （＊＊＊MP6000的地址＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[4]:=1; （＊＊＊MP6000中數據的起始地址＊＊＊）

　　XXMIT_MSGOUT[5]:=31; （＊＊＊將讀取的數據寫入PLC從40031開始的64個寄存器中 ＊＊＊）

　　XXMIT_MB （Start :=1, （＊ BOOL ＊）

　　Command :=XXMIT_CMD , （＊ WORD ＊）

　　MsgOut :=XXMIT_MSGOUT , （＊ ANY ＊）

　　MsgLen :=5 , （＊ INT ＊）

　　Port :=1 , （＊ BYTE ＊）

　　Baudrate :=9600 , （＊ INT ＊）

　　Databits :=8 , （＊ BYTE ＊）

　　Stopbits :=1 , （＊ BYTE ＊）

　　Parity :=2 , （＊ BYTE ＊）

　　RespTout :=1000 , （＊ INT ＊）

　　RetryLmt :=20 , （＊ INT ＊）

　　StartDly :=0, （＊ INT ＊）

　　EndDly :=0 （＊ INT ＊））;

參考文獻：

　　1、 宋德玉.可編程控制器原理及應用系統設計.北京：冶金工業出版社，1999

　　2、 曾繁泰等.可編程器件應用導論.北京：清華大學出版社，2001