基于PLC的MODBUS协议的研究与应用

摘要

Modbus协议是当今工业领域应用最为广泛的现场总线协议之一，各种类型的设备(PLC，HMI，控制面板，驱动器，I/O设备等)，都可以使用Modbus协议进行远程操作。一些网关使几种类型的总线或网络间的Modbus协议通讯变为可能。随着Modbus协议不断拓展，已经将Web Sever、TCP/IP、工业以太网等重要技术引入到Modbus应用协议解决方案中。基于Modbus协议的研究，对于实现第三方通信、系统集成互连和集中监控，具有实际意义。
　　 本文首先分析了PLC网络数据通信的相关概念，PLC硬件/软件、数据传输方式、差错控制、PLC网络常用通信方式，然后解读了Modbus应用层协议及其在串行链路协议上的实现，主要从字节模式、代码机制、帧格式、校验方式、功能代码等方面对协议的内容进行分析。
　　 在理解PLC软硬件和Modbus协议的基础上，本文重点描述了在SIMENSS7-300 PLC上实现Modbus RTU master/slave协议的过程。装载CP341点对点通信模块后，在PLC中实现Modbus slave协议，PLC作Modbus从机与DCS通讯，传递要监控的数据，执行主机DCS命令；在PLC中实现Modbus master协议，PLC作Modbus主机与现场仪表通讯，采集现场数据。在实际工控项目某包装系统中，实现了Modbus协议后的PLC与现场设备和监控设备DCS连成工业网络进行数据通讯，通讯的可靠有效地保证了整个控制系统的运行。