现场总线控制系统（FCS）系列：Schneider Electric Modbus_13.Modbus在SchneiderElectric系统中的集成.docx

PAGE1

PAGE1

13.Modbus在SchneiderElectric系统中的集成

13.1Modbus协议概述

Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，最初由Modicon公司（现为SchneiderElectric的一部分）在1979年开发。Modbus协议是一种主从式通信协议，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。Modbus协议的主要特点是简单、可靠、易于实现，因此在各种工业设备和控制系统中得到了广泛应用。

Modbus协议的数据传输格式分为ASCII和RTU两种。ASCII格式使用文本字符进行数据传输，适合低速串行通信；RTU格式使用二进制数据进行传输，适合高速串行通信。Modbus协议的命令结构包括功能码、地址、数据长度和数据内容等字段，这些字段共同构成了一个完整的Modbus报文。

13.2Modbus在SchneiderElectric系统中的应用

SchneiderElectric的现场总线控制系统（FCS）系列广泛支持Modbus协议，用于实现设备之间的数据交换和通信。在SchneiderElectric的系统中，Modbus协议主要应用于以下几种场景：

设备通信：通过Modbus协议，PLC、变频器、传感器等设备可以相互通信，实现数据的读取和写入。

远程监控：Modbus协议支持远程数据访问，可以通过以太网或串行通信实现远程监控和控制。

数据采集：Modbus协议可以用于采集现场设备的数据，供SCADA系统或其他监控软件使用。

13.3Modbus功能码详解

Modbus协议定义了多种功能码，用于执行不同的通信操作。常见的功能码包括：

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

每种功能码都有特定的数据格式和通信流程。例如，读取保持寄存器（功能码03）的请求报文和响应报文格式如下：

请求报文格式：

起始地址：2字节

寄存器数量：2字节

CRC校验码：2字节（仅RTU格式）

响应报文格式：

字节计数：1字节

数据：N字节（N为寄存器数量*2）

CRC校验码：2字节（仅RTU格式）

13.4Modbus在SchneiderElectricPLC中的配置

在SchneiderElectric的PLC（如ModiconM340）中，Modbus协议的配置步骤如下：

选择通信模块：根据需要选择合适的通信模块，如ModbusRTU或ModbusTCP。

配置通信参数：设置波特率、数据位、停止位和校验方式等参数。

定义寄存器映射：在PLC编程软件中定义寄存器地址和数据类型。

编写通信程序：使用梯形图或结构化文本编写Modbus通信程序。

以下是一个使用SoMachine软件配置ModbusRTU通信模块的示例：

选择通信模块：

在SoMachine软件中，打开项目，选择“硬件配置”。

选择合适的通信模块，如“ModbusRTUMaster”。

配置通信参数：

在模块属性中，设置波特率（如9600）、数据位（如8）、停止位（如1）和校验方式（如无校验）。

定义寄存器映射：

在“变量管理器”中，定义需要读取和写入的寄存器地址和数据类型。

例如，定义一个保持寄存器地址为40001，数据类型为INT。

编写通信程序：

使用梯形图或结构化文本编写ModbusRTU通信程序。

以下是一个结构化文本（ST）的示例，读取保持寄存器40001的数据：

//ModbusRTU通信程序示例

PROGRAMModbusExample

VAR

mbMaster:MODBUS_MASTER;//ModbusRTUMaster模块

mbData:ARRAY[0..9]OFINT;//用于存储读取的数据

mbAddress:INT:=40001;//寄存器起始地址

mbCount:INT:=5;//读取的寄存器数量

mbResult:INT;//操作结果

END_VAR

//初始化ModbusRTUMaster模块

mbMaster.ModbusMasterInit();

//读取保持寄存器

mbResult:=mbMaster.ModbusMasterReadHoldingRegisters(

SlaveID:=1,//从设备ID