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modbus?profibus
 


作为modbus hub的应用


关键词:modbus协议 整合modbus设备 modbus hub 数据采集


一、引言

现代工业的迅速发展,不断促进着自动化控制技术及设备通信技术的创新和发展。当前,plc、dcs、智能仪表等已广泛应用到现场生产控制系统中,并发展到由上述设备相互协同、共同面向整个生产过程的分布式工业控制系统。在此系统中,现场总线通信技术至关重要。本文将多个modbus串口设备通过的数据采集转换为一个modbus从站,方便plc的数据读取和控制。


二、使多个modbus设备如同一个设备被访问

ss-431智能串口协议转换模块整合多个modbus协议设备,使多达近百个modbus设备如同一个设备那样被访问。ss-431的一个串口设置成modbus从站,另一个串口设置成modbus主站,这个主站下接有多个modbus从站设备。plc只需访问ss-431一个设备即可读写下面多个modbus从站设备的数据。如下图1所示:

 系统结构
图1 系统结构图

在上图所示中,现场各种智能仪表(采用的是modbus协议)都能够通过泗博自动化的智能串口协议转换模块ss-431连接到plc。


三、modbus协议简介

modbus协议是一种适用于工业控制领域的主从式串口通讯协议,它采用查询通讯方式进行主从设备的信息传输,可寻址1-247个设备地址范围。协议包括广播查询和单独设备查询两种方式,二者区别就是广播查询不需要从设备回应信息,主、从设备查询通讯过程见如图2所示:

 

 modbus主、从设备查询响应
图2 modbus主、从设备查询响应

modbus协议常用功能码如图3所示:

  modbus协议常用功能码
图3 modbus协议常用功能码

modbus协议有两种传输模式:ascii模式和rtu模式。同波特率下,rtu模式较ascii模式能传输更多的数据,所以工业网络大都采用rtu模式。rtu模式下的信息传输报文格式如图4所示:

 系统结构
图4 modbus rtu信息报文格式

它没有起始位和停止位,而是由至少3.5个字符间隔时间作为信息的起始和结束标志。信息帧所有字符位由16进制字符0-9、a-f组成。

modbus rtu通讯协议帧结构如图5所示:

  rtu通讯协议帧格式
图5 rtu通讯协议帧格式

modbus rtu方式主站读取从站寄存器数据示例:主设备查询如图6所示:

  主设备查询格式
图6 主设备查询格式

modbus rtu方式主站读取从站寄存器数据示例:从设备响应如图7所示:

  系统结构
图7 从设备响应格式


四、智能串口协议转换模块的配置软件ss-123

1、使用配套软件设置ss-431的子网相关参数和命令

2、先双击按钮让网关进入配置状态,打开配置软件ss-123(见产品光盘或者访问公司网站www.sibotech.net下载)

3、plc与ss-431通讯,ss-431选择modbus从站模式,如下图所示:

  系统结构

红色标记处为从站地址,需要进行填写;其他参数根据用户所需自行设置。

4、ss-431与设备通信,ss-431选择通用模式,如下图所示:

  系统结构

对于串口协议1和串口协议2,需要设置通信方式为问答式;对于串口协议3,需要设置通信方式为接收式。

五、plc读取现场设备和仪表数据

plc通过读写现场串口设备数据。ss-431的两个串口之间的数据转换通过“映射”关系来建立。在ss-431中有两块数据缓冲区,一块是输入数据缓冲区(1k字节),另一块是输出数据缓冲区(1k字节)。

ss-431读取的数据放入到输入数据缓冲区,供modbus主站读取。modbus主站写入的数据放入输出数据缓冲区,ss-431从输出数据缓冲区取数据,通过写命令输出到相应的现场设备或仪表中。


六、结束语

在该系统中,智能串口协议转换模块起到了modbus hub的作用,分担plc与多个modbus设备通信的负荷,提高plc的使用效率,并整合这些设备的离散数据区到连续的数据区,提高modbus协议通信的效率。


七、相关产品

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