现场总线控制系统（FCS）系列：Schneider Electric Modbusall.docx

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Modbus协议概述

Modbus协议是一种广泛应用于工业控制系统的通信协议，由Modicon公司在1979年推出。它是一种主从式通信协议，主要用于PLC（可编程逻辑控制器）之间的通信。Modbus协议简单、可靠，支持多种传输介质，包括串行通信（如RS-232、RS-485）和以太网通信（如Modbus/TCP）。在SchneiderElectric的现场总线控制系统中，Modbus协议被广泛用于设备之间的数据交换。

Modbus通信模式

Modbus协议支持两种通信模式：RTU（RemoteTerminalUnit）和ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）。

RTU模式：是一种紧凑的、二进制表示的数据模式，适用于快速通信和低错误率的环境。RTU模式的帧结构包括设备地址、功能代码、数据字段和CRC（循环冗余校验）校验码。

ASCII模式：是一种文本表示的数据模式，适用于低速通信和高错误率的环境。ASCII模式的帧结构包括设备地址、功能代码、数据字段和LRC（纵向冗余校验）校验码。

Modbus功能代码

Modbus协议定义了一系列的功能代码，用于指定不同的通信操作。常见的功能代码包括：

01(0x01)：读取线圈状态

02(0x02)：读取输入状态

03(0x03)：读取保持寄存器

04(0x04)：读取输入寄存器

05(0x05)：写单个线圈

06(0x06)：写单个保持寄存器

15(0x0F)：写多个线圈

16(0x10)：写多个保持寄存器

Modbus数据格式

Modbus数据格式主要包括寄存器和线圈。寄存器用于存储数值数据，每个寄存器为16位；线圈用于存储二进制数据，每个线圈为1位。

寄存器：通常用于存储温度、压力、电流等数值数据。

线圈：通常用于控制开关、继电器等二进制状态。

Modbus在SchneiderElectric控制系统中的应用

SchneiderElectric的许多产品，如PLC、变频器、智能仪表等，都支持Modbus协议。这些设备通过Modbus协议进行数据交换，实现系统的集成和监控。例如，ModiconPLC可以通过ModbusRTU或ModbusTCP与各种传感器、执行器和上位机进行通信。

ModbusRTU通信实例

硬件连接

在使用ModbusRTU通信时，需要确保设备之间的物理连接正确。通常使用RS-485接口进行通信。RS-485是一种半双工通信方式，支持多点通信，通信距离可达1200米。连接时，需要注意以下几点：

设备地址：每个设备都需要设置一个唯一的地址，通常在设备的配置菜单中设置。

波特率：所有设备的波特率必须一致，常见的波特率有9600、19200、38400等。

数据格式：包括数据位、停止位和校验位，也需要在所有设备中保持一致。

通信参数设置

在配置ModbusRTU通信时，需要设置以下参数：

设备地址：1-247之间的唯一值。

波特率：常见的波特率有9600、19200、38400等。

数据位：通常为8位。

停止位：通常为1位或2位。

校验位：可以设置为无校验（None）、奇校验（Odd）或偶校验（Even）。

读取寄存器数据

代码示例

以下是一个使用Python的pymodbus库读取ModbusRTU设备寄存器数据的示例：

#导入必要的库

frompymodbus.client.syncimportModbusSerialClientasModbusClient

#配置ModbusRTU客户端

client=ModbusClient(method=rtu,port=/dev/ttyUSB0,baudrate=9600,timeout=1,parity=N,stopbits=1,bytesize=8)

#连接到设备

client.connect()

#读取保持寄存器

address=0x00#寄存器地址

count=10#读取寄存器的数量

unit=1#设备地址

#发送请求并接收响应

response=client.read_holding_registers(address,count,unit=unit)

#检查响应

ifresponse.isError():

print(Modbus读取错误)

else:

#解析响应数据

registers=response.registers

print(f读取到的寄存器数据:{regi