现场总线控制系统（FCS）系列：Schneider Electric Modbus_（7）.使用Modbus进行设备配置.docx

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使用Modbus进行设备配置

在制药工业控制系统中，设备的配置和通信是确保生产过程高效、可靠的关键环节。Modbus是一种广泛使用的现场总线协议，因其简单、可靠且易于实现而受到青睐。本节将详细介绍如何使用Modbus协议进行设备配置，包括配置的基本步骤、常用命令和具体操作示例。

Modbus协议概述

Modbus是一种串行通信协议，最初由Modicon公司（现为SchneiderElectric的一部分）于1979年发布。它使用主从架构，其中主设备（通常是PLC或计算机）发起通信请求，从设备（通常是传感器、执行器或其他智能设备）响应请求。Modbus协议支持多种通信方式，包括串行通信（RS-232、RS-485）和以太网通信（ModbusTCP）。

Modbus数据模型

Modbus协议的数据模型包括以下几种数据类型：

线圈（Coils）：1位二进制值，用于表示开关状态。

离散输入（DiscreteInputs）：1位二进制值，通常用于读取设备的输入状态。

保持寄存器（HoldingRegisters）：16位的二进制值，用于存储可读写的配置数据。

输入寄存器（InputRegisters）：16位的二进制值，用于存储只读的输入数据。

Modbus功能码

Modbus协议定义了一系列功能码，用于不同的通信操作。常用的几个功能码包括：

01(0x01)：读取线圈状态。

02(0x02)：读取离散输入状态。

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。

设备配置的基本步骤

使用Modbus进行设备配置通常包括以下几个步骤：

确定设备的Modbus地址：每个从设备在Modbus网络中都有一个唯一的地址。

选择合适的通信方式：根据设备和网络的实际情况选择串行通信或以太网通信。

配置主设备：设置主设备的通信参数，如波特率、数据位、停止位等。

配置从设备：设置从设备的通信参数，确保与主设备兼容。

编写配置程序：使用Modbus功能码编写配置程序，实现设备参数的读取和写入。

测试和验证：通过实际测试验证设备配置的正确性和可靠性。

确定设备的Modbus地址

在Modbus网络中，每个从设备都有一个唯一的地址，通常是一个0-255之间的整数。确定设备地址的方法如下：

查阅设备手册：大多数设备手册会提供Modbus地址的配置方法。

使用配置工具：一些设备制造商提供专门的配置工具，可以通过这些工具设置和读取设备地址。

选择合适的通信方式

根据设备和网络的实际情况，选择合适的通信方式：

串行通信：适用于距离较近且数据量较小的场合。常用的串行通信标准包括RS-232和RS-485。

以太网通信：适用于距离较远且数据量较大的场合。常用的以太网通信标准是ModbusTCP。

配置主设备

配置主设备的通信参数，确保与从设备兼容。以下是一些常见的配置参数：

波特率：常见的波特率有9600、19200、38400、57600和115200。

数据位：通常是8位。

停止位：通常是1位或2位。

校验方式：可以选择无校验、奇校验或偶校验。

配置从设备

配置从设备的通信参数，确保与主设备兼容。以下是一些常见的配置参数：

Modbus地址：设置从设备的唯一地址。

波特率：与主设备保持一致。

数据位：与主设备保持一致。

停止位：与主设备保持一致。

校验方式：与主设备保持一致。

编写配置程序

使用Modbus功能码编写配置程序，实现设备参数的读取和写入。以下是一些具体的编程示例。

读取保持寄存器

假设我们需要读取一个从设备（地址为1）的保持寄存器（地址范围为0x0001-0x0005），使用Python编写Modbus读取保持寄存器的示例代码。

#导入Modbus库

frompymodbus.client.syncimportModbusSerialClientasModbusClient

#创建Modbus客户端

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

#连接到从设备

client.connect()

#定义从设备地址和寄存器地址范围

slave_address=1

start_register=0x0001

register_count=5

#读取保持寄存器

response=cli