现场总线控制系统（FCS）系列：Schneider Electric Modbus_（7）.Modbus在SchneiderElectric产品中的应用.docx

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Modbus在SchneiderElectric产品中的应用

Modbus协议概述

Modbus协议是一种用于工业设备之间通信的协议，最初由Modicon公司（现为施耐德电气的一部分）在1979年开发。Modbus协议简单、可靠，广泛应用于各种工业控制系统中。Modbus协议支持多种传输模式，包括串行通信（如RS-232、RS-485）和以太网通信（如ModbusTCP/IP）。在施耐德电气的产品中，Modbus协议被广泛应用于PLC、变频器、智能仪表等设备，以实现设备之间的数据交换和控制。

Modbus通信模式

1.ModbusRTU

ModbusRTU是一种串行通信协议，通常使用RS-485物理层。它是一种主从通信模式，其中只有一个主设备（通常是PLC或上位机），多个从设备（如传感器、仪表）。ModbusRTU帧结构包括设备地址、功能码、数据区和校验码。

2.ModbusASCII

ModbusASCII也是一种串行通信协议，使用ASCII字符编码。与ModbusRTU相比，ModbusASCII的传输速度较慢，但更易于调试和解析。ModbusASCII帧结构包括起始符、地址、功能码、数据区和校验码，最后以回车符和换行符结束。

3.ModbusTCP/IP

ModbusTCP/IP是一种基于以太网的通信协议，使用TCP/IP协议栈。它支持多主多从通信模式，适用于分布式控制系统。ModbusTCP/IP帧结构包括一个以太网报头和一个Modbus应用层报头，后者包含设备地址、功能码和数据区。

Modbus功能码

Modbus协议定义了一系列功能码，用于指定不同的通信操作。以下是一些常用的功能码：

0x01(1):读取线圈状态

0x02(2):读取输入状态

0x03(3):读取保持寄存器

0x04(4):读取输入寄存器

0x05(5):写单个线圈

0x06(6):写单个保持寄存器

0x10(16):写多个保持寄存器

0x15(21):写多个线圈

Modbus寄存器类型

Modbus协议中定义了四种寄存器类型，每种类型都有特定的用途：

线圈（Coils）:用于开关量输出，通常表示为1位（0或1）。

离散输入（DiscreteInputs）:用于开关量输入，通常表示为1位（0或1）。

保持寄存器（HoldingRegisters）:用于存储可读写的数据，通常表示为16位。

输入寄存器（InputRegisters）:用于存储只读数据，通常表示为16位。

Modbus在施耐德电气产品中的应用实例

1.与PLC通信

施耐德电气的PLC（如ModiconM340）支持ModbusRTU和ModbusTCP/IP通信。以下是一个使用Python通过ModbusTCP/IP与PLC通信的示例：

#导入pyModbus库

frompymodbus.client.syncimportModbusTcpClient

#创建ModbusTCP客户端

client=ModbusTcpClient(00)

#连接到PLC

client.connect()

#读取保持寄存器

#地址从0开始，读取10个寄存器

result=client.read_holding_registers(address=0,count=10,unit=1)

#检查读取结果

ifresult.isError():

print(读取失败)

else:

print(读取成功，寄存器数据:,result.registers)

#写入单个保持寄存器

#地址为0，写入数据为50

client.write_register(address=0,value=50,unit=1)

#写入多个保持寄存器

#地址从1开始，写入数据为[100,200,300]

client.write_registers(address=1,values=[100,200,300],unit=1)

#关闭连接

client.close()

2.与变频器通信

施耐德电气的变频器（如ATV312）也支持ModbusRTU和ModbusTCP/IP通信。以下是一个使用Python通过ModbusRTU与变频器通信的示例：

#导入pyModbus库

frompymodbus.client.syncimportModbusSerialClient

#创建ModbusRTU客户端

client=ModbusSerialCl