MODBUS的接入
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使用手册目录目录 (2)一、产品概述 (3)二、硬件接线图和接口 (4)三、操作模式 (5)四、通讯说明 (6)1、485通讯参数说明(出厂/默认值): (6)2、模拟量采集命令 (6)3、从机地址设置命令 (7)4、MODBUS通信参数设置命令 (7)5、MODBUS通信帧结束时间设置命令 (8)6、通道量程选择命令 (8)7、通道使能命令 (9)五、上位机调试说明 (10)附录: (11)1.地址说明 (11)2.输入电压与输出数字值的线性关系 (11)一、产品概述输入端8通道电压/电流模拟量采集,使用RS-485接口,带光耦隔离通信。
应用层采用标准ModBus-RTU协议,可轻松与PLC、触摸屏等进行组网。
内置Σ-Δ模/数转换器,有效分辨率13位。
每个通道可根据不同需求灵活选择量程范围。
提供傻瓜式手动校准方法,在工作环境变化和设备消耗老化的情况下,通过校准,依然能获得高精度的测量值。
通过提供的上位机软件可设置通信参数,提供掉电保存功能。
参数列表如下:电源电压24VDC通道8路差分电压量程±150mV±500mV±1V±5V±10V电流量程0~20mA有效分辨率13位最大误差±4‰工作温度-20~70°C安装标准DIN导轨安装或螺丝安装校准手动,操作简单二、硬件接线图和接口VCC+/-DC24V供电电源正极/负极NC空A+485A+B-485B-IN0+/IN0-输入通道0正极/负极IN1+/IN1-输入通道1正极/负极IN2+/IN2-输入通道2正极/负极IN3+/IN3-输入通道3正极/负极IN4+/IN4-输入通道4正极/负极IN5+/IN5-输入通道5正极/负极IN6+/IN6-输入通道6正极/负极IN7+/IN7-输入通道7正极/负极电源灯接通、亮红灯状态灯(1)常规模式:绿灯每秒闪烁1次;(2)复位模式:快速连续闪烁5次;(3)校准模式:快速连续闪烁20次进入。
Modbus 协议详解1PI-MBUS-300 Modbus Protocol1第一章Modbus 协议□介绍Modbus 协议介绍□两种串行传输模式□信息帧□错误检查方法Modbus Protocol PI-MBUS-3002Modbus 协议介绍Modbus 可编程控制器之间可相互通讯,也可与不同网络上的其他设备进行通讯,支撑网络有Modicon 的Modbus 和Modbus+ 工业网络。
网络信息存取可由控制器内置的端口,网络适配器以及Modicon 提供的模块选件和网关等设备实现,对OEM(机械设备制造商)来说,Modicon 可为合作伙伴提供现有的程序,可使Modbus+网络紧密地集成到他们的产品设计中去。
Modicon 的各种控制器使用的公共语言被称为 Modbus 协议,该协议定义了控制器能识别和使用的信息结构。
当在Modbus 网络上进行通讯时,协议能使每一台控制器知道它本身的设备地址,并识别对它寻址的数据,决定应起作用的类型,取出包含在信息中的数据和资料等,控制器也可组织回答信息,并使用Modbus 协议将此信息传送出去。
在其他网络上使用时,数据包和数据帧中也包含着Modbus协议。
如,Modbus+或MAP 网络控制器中有相应的应用程序库和驱动程序,实现嵌入式Modbus 协议信息与此网络中用子节点设备间通讯的特殊信息帧的数据转换。
该转换也可扩展,处理节点地址,路由,和每一个特殊网络的错误检查方法。
如包含在Modbus 协议中的设备地址,在信息发送前就转换成节点地址,错误检查区也用于数据包,与每个网络的协议一致,最后一点是需用Modbus 协议,写入嵌入的信息,定义应处理的动作。
PI-MBUS-300 Modbus Protocol3图1 说明了采用不同通讯技术的多层网络中设备的互连方法。
在信息交换中,嵌入到每个网络数据包中的Modbus 协议,提供了设备间能够交换数据的公共的语言。
MODBUS-HART-001模块测试简要设置HART协议最初是由美国Rosemount公司开发已应用了多年。
HART协议使用FSK 技术,在4~20mA信号过程量上叠加一个频率信号,成功地把模拟信号和数字信号双向同时通讯,而不互相干扰。
相关协议请查阅相关资料。
本次测试内容:1、使用MODBUS-HART-001软件进行单机配置2、使用HART-SERVER 软件进行多机通信测试地址段0~15 0段支持模拟信号和数字信号兼容1~15段支持数字信号设备接线图:图1本次测试外接入 4-20MA 模拟输入信号。
接线引脚为11 脚接 DC12V12 脚接 DC0V7 脚接 AI+9 脚接 AI-5 脚接 HART+(与SM100-C LOOP+相连)6 脚接 HART-(与SM100-C LOOP-相连)(5脚和6脚之间并接一个250Ω电阻)图2一、使用软件:MODBUS-HART-001 配置软件,底下接入设备只能为一个图3设置步骤:1、选择相应串口号,打开串口2、选择地址号(默认为0)点击仪表通信测试,读取模块信息,如图4图4-1图4-2短侦地修改,为HART地址修改,修改范围为0-15其中,地址0为模拟量模拟量信号和数字量兼容地址1-15为数字量兼容3、点击“仪表基本参数设置”,设置模块输出的量程高低限,如图5图54、点击“仪表基本信息”修改设备名称等基本信息,如图6修改好点击保存图65、点击“模拟量输入接口及变量参数配置”,配置信号采集及输出,如图7图7模拟通道设置量程上下限,起始点1.0=4.0MA*250Ω,输入完点击设置变量输出,可选项为AD1 AD2 moubus输入。
二、使用MODBUS-HART-001软件配置完之后,可用HART-SERVER软件进行多台设备通信测试设备步骤1、打开软件2、右键HART Server 点击添加网络3、添加串口设置设备名称,串口号,4、右键“DPS300”添加设备,输入设备的HART地址仅在硬件设备连接好之后,方能添加成功。
紫金桥Modbus Server多通道说明摘要:紫金桥Modbus Server对外部数据的访问提供了基于Modbus协议的数据通讯接口,首先要使用ModbusSerSet程序对当前工程进行相关的配置,建立需要的通道、设备和寄存器,然后在工程中设置启动时增加运行的外部ModbusServer程序。
一、Modbus ServerModbus 协议是一种用于数据控制和通讯的通用语言。
数据通过它进行编码,不依赖任何介质,可以通过串口、Internet等方式进行传输。
Modbus Server,也就是Modbus服务程序,它基于Modbus协议实现了编码和解码,对收到的Modbus命令给予应答。
因此,它提供了一种数据发布的接口,可以根据外部的数据请求,将本地的数据通过Modbus协议编码,发送出去。
二、紫金桥 Modbus Server紫金桥组态软件和实时数据库,存在于的数据库点中的数据,可以通过多种方式对外进行发布,提供数据访问。
紫金桥Modbus服务程序,正式实现这种功能的一个接口,它使用Modbus协议对数据库点的数据进行管理。
紫金桥Modbus服务程序,支持串口和Internet这两种接入方式,并且同时支持多种通道。
它和当前默认紫金桥工程相互关联,因此只能启动一个服务实例,每个工程都可以有自己的Modbus Server配置。
在该工程运行之后,同时启动紫金桥Modbus服务程序,就对外提供了Modbus服务。
紫金桥Modbus服务程序主要分为两个部分:ModbusSerSet:紫金桥Modbus服务配置程序,设置数据更新周期,导入导出寄存器列表,配置通道、设备、寄存器等;ModbusServer:紫金桥Modbus服务运行程序,运行时的后台程序,实现调度功能。
三、多通道功能1、简介紫金桥Modbus Server,支持同时存在多个不同类型通道。
串口通道的数量,根据计算机实际的串口个数而定。
Internet网络通道的数量,由网络可用端口的数量决定。
RS232,RS485,RJ45,以及Modbus协议设想直流电源,它的输出端插座接口有三个管脚,分别是正极、负极和接地极。
相应地,负载的插头也应当有三个管脚与电源侧一一对应,这样才能正确地获得电能供应。
注意到这里有三个必须满足的条件:第一是插头和插座管脚的形状、大小和插针直径及长度必须一一对应,否则无法完成接插操作。
这一点规定了插头组合的物理结构和管脚定义。
第二是电源的输出电压值必须满足载侧的需求值,否则无法完成电参量的要求。
这一点决定了插头组合的电平规范。
第三是电源的输出阻抗与负载的输入阻抗必须匹配,否则不能实现完善的供电。
这一点决定了电源的工作性质。
这三点其实就是电源插头组合在物理层面上的规范性协议。
再看通信接口。
在有关计算机信息交换的ISO/OSI模型里,物理层是最底层(第一层),它规定了接口的机械外形、接口管脚定义、接口电平和字节格式。
这里的字节格式,指的是一个字节中有几个数据位,有几个起始位/停止位,有几个奇偶校验位。
一般地,一个字节有8个数据位,1个起始位(停止位),和1个奇偶校验位。
注意:起始位和停止位可以合并。
再看通信接口和通信网络的工作制问题。
当我们拿手机挂电话时,我们发现通信双方在通话的同时也可以接听,这叫做全双工(双向工作制);如果说话的时候不能听,而接听的时候不能说,但任何一方都具有说和听的能力,也即对讲机的通话型式,这叫做半双工。
RS422接口和RS232接口是全双工接口,而RS485则是半双工接口。
对于半双工接口,显然需要有通信的发起者,所以RS485接口和网络一定具有主站和若干从站,并且从站的数量也有规定。
一般地,从站的数量是32个。
RS485主站与从站的关系问题,看似只是通信工作制的不同,其本质是通信各方对通信总线控制权的合理分配。
我们再看总线连接问题。
我们还是以电源为例。
我们可以从电源引出一条主干线,然后再并联若干个支路并分别送到若干个负载。
只要满足电源的功率要求,显然这是可行的。
利用MODBUS实现西门子PLC与ABB变频器的通信控制变频器广泛应用于各行各业,但因其显示面板简单,且在对数据的处理、计算、保存等方面存在弱点,在一定程度上影响了变频器在复杂控制系统中的应用。
尤其在许多台变频统一控制应用中,控制线缆的敷设也加大了成本和故障率;不过,通信技术与变频器相结合可以弥补这些缺点,可以利用PLC与变频器之间的通信功能实现远程控制,同时增强了变频器对数据处理、故障报警等方面的功能。
在自动化控制领域,随着分布式控制系统的发展,在工业上的分布式控制系统中,采用串行通信来达到远程信息交换的目的更简便。
发展起来的RS485是平衡传送的电气标准,在电气指标上有了大幅度的提高。
由于其性能优异,结构简单,组网容易,组网成本低廉,RS485总线标准得到了越来越广泛的应用,同时,在RS485总线中采用的 MODBUS协议是公开的通信协议,而且被很多的工控产品生产厂家支持,该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中。
本文以西门子PLC同ABB变频器的通信为例来阐述采用MODB US协议实现此方式通信控制的方法。
系统配界方案及通信协议1、系统配置方案在此系统方案中,我们考虑系统的应用成本和实用性,PLC采用西门子公司的SIMATIC S7-226系列,S7-200系列属于小型可编程序控制器,可用于代替继电器的简单控制场合,也可以用于复杂的自动化控制系统。
S7-226系列PLC的CPU内部集成了2个通信口,该通信口为标准的RS485口,可在三种方式下工作,即PPI方式、MPI方式相自由通信口方式。
PPI(Point-to-Point)是西门子专为57-200系列开发的一个通信协议,为主/从协议,我们可以将第一个口设为PPI方式,用于连接PC机,用来作人机信息交换,而第二个口设为自由通信口方式,自由口通信方式是S7-200的一个很有特色的功能。
它是一种通信协议完全开放的工作方式,在该方式下的通信口的协议由外设决定,PLC通过程序来适应外设,从而使得S7-200系列PLC可以与任何具有通信能力的并且协议公开的设备相通信,即S7-200可以由用户自己定义通信协议。
网络由以下来定义:□拓扑(总线,令牌环,星形,树状,网状等等)□物理局限(长度,速率,用户数量,等等)□所采用的传输媒体(线缆,光缆,无线电波等)□网络接入类型(随机接入,主从站,带或不带故障管理的令牌环,等等)□传输模式(同步/异步,分组,串行/并行,NRZ/曼彻斯特编码,等)□协议(TCP/IP,FIP,MODBUS,等)。
系统每秒钟的波特和比特数当选用线缆时所要考虑的重要的参数是带宽。
带宽与由波特表示的调制速率有关。
波特经常被错误的表示为每秒的比特数。
该参数对用户非常有用。
两者容易混淆是由于它们的比价通常为1。
比价为2表示吞吐量是通讯速率的二倍。
结构体系(以推荐的SubD9连接,波特率1200时最大长度3000米,波特率9600时最大长度300米,总线拓扑。
)(以SubD9或25pts 连接,波特率19200时最大长度15米。
)(以推荐的SubD9连接,波特率19200时最大长度1200米。
)(以推荐的SubD9连接,波特率19200时最大长度1200米,总线拓扑。
)拓扑总线 环 星形点对点从电源电压(12V或24V)获得的20mA电流流经回路。
对于正常线路(20mA:线路静止状态)连接每个站大约损失1²5V。
□从站的发送器通常和主站的接收器串行连接(正常线路,20mA静止状态):主站从站从站从站□从站的发送器能和主站的接收器并行连接。
在此例中,线路的静止状态是0mA:主站从站从站从站实际的DB25-DB25连接定义:DTE(数据终端设备)表示终端或计算机。
定义:DCE(数据通讯设备)表示调制解调器(或打印机)。
□用直接的PIN-TO-PIN电缆连接不同类型的设备(DTE-DCE)。
□用特殊电缆连接相同类型的设备:²DTE-DTE,用NUL-调制解调器电缆,²DCE-DCE,用NUL-终接电缆。
注意:术语“DCE”和“DTE”与连接器的类型和性别无关。
标准的RS232C不能明确定义连接器是插头型还是插座型。
11 通讯协议CHE系列变频器,提供RS485通信接口,采用国际标准的ModBus通讯协议进行的主从通讯。
用户可通过PC/PLC、控制上位机等实现集中控制(设定变频器控制命令、运行频率、相关功能码参数的修改,变频器工作状态及故障信息的监控等),以适应特定的应用要求。
11.1 协议内容该Modbus串行通信协议定义了串行通信中异步传输的帧内容及使用格式。
其中包括:主机轮询及广播帧、从机应答帧的格式;主机组织的帧内容包括:从机地址(或广播地址)、执行命令、数据和错误校验等。
从机的响应也是采用相同的结构,内容包括:动作确认,返回数据和错误校验等。
如果从机在接收帧时发生错误,或不能完成主机要求的动作,她将组织一个故障帧作为响应反馈给主机。
11.2 应用方式CHE系列变频器接入具备RS232/RS485总线的“单主多从”控制网络。
11.3 总线结构(1)接口方式RS485硬件接口(2)传输方式异步串行,半双工传输方式。
在同一时刻主机和从机只能有一个发送数据而另一个接收数据。
数据在串行异步通信过程中,是以报文的形式,一帧一帧发送。
(3)拓扑结构单主机多从机系统。
从机地址的设定范围为1~247,0为广播通信地址。
网络中的每个从机的地址具有唯一性。
这是保证ModBus串行通讯的基础。
11.4 协议说明CHE系列变频器通信协议是一种异步串行的主从ModBus通信协议,网络中只有一个设备(主机)能够建立协议(称为“查询/命令”)。
其他设备(从机)只能通过提供数据响应主机的“查询/命令”,或根据主机的“查询/命令”做出相应的动作。
主机在此是指个人计算机(PC),工业控制设备或可编程逻辑控制器(PLC)等,从机是指CHE系列变频器或其他的具有相同通讯协议的控制设备。
主机既能对某个从机单独进行通信,也能对所有从机发布广播信息。
对于单独访问的主机“查询/命令”,从机都要返回一个信息(称为响应),对于主机发出的广播信息,从机无需反馈响应信息给主机。