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實(shí)現(xiàn)一個(gè)/一組串口設(shè)備通過SS-431變成Modbus設(shè)備
——泗博自動(dòng)化通用串口轉(zhuǎn)Modbus轉(zhuǎn)換模塊的應(yīng)用
摘要:介紹帶有Modbus通信接口的PLC與3種非Modbus協(xié)議的串口設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信的方法,泗博自動(dòng)化的智能串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊SS-431在其中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:Modbus 通用串口 串口協(xié)議 串口通信 協(xié)議轉(zhuǎn)換
多種非Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)Modbus Modbus Hub 定制協(xié)議 智能串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊,串口轉(zhuǎn)modbus
一. 引言
現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,不斷促進(jìn)著自動(dòng)化控制技術(shù)及設(shè)備通信技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。當(dāng)前,PLC、DCS、智能儀表等已廣泛應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)中,并發(fā)展到由上述設(shè)備相互協(xié)同、共同面向整個(gè)生產(chǎn)過程的分布式工業(yè)控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中,現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)至關(guān)重要。本文就非Modbus連接到Modbus網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的預(yù)采集和控制,泗博自動(dòng)化的智能串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊SS-431正是起到這關(guān)鍵的作用。
二. SS-431將非Modbus設(shè)備轉(zhuǎn)換成Modbus設(shè)備
SS-431智能串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊使用通用模式與這些非Modbus協(xié)議串口設(shè)備建立通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的預(yù)采集和控制。SS-431的另一側(cè)設(shè)置為Modbus從站,與帶有Modbus主站接口的PLC或工控機(jī)等控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向交換。如下圖1所示:
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
上圖中有三種非Modbus協(xié)議的串口設(shè)備,串口協(xié)議1、串口協(xié)議2和串口協(xié)議3是三種不同的通信協(xié)議,其中串口協(xié)議1和串口協(xié)議2的通信方式為問答式通信,串口協(xié)議3是設(shè)備有數(shù)據(jù)時(shí)立即發(fā)送數(shù)據(jù)的通信方式。
三. Modbus協(xié)議簡(jiǎn)介
Modbus協(xié)議是一種適用于工業(yè)控制領(lǐng)域的主從式串口通訊協(xié)議,它采用查詢通訊方式進(jìn)行主從設(shè)備的信息傳輸,可尋址1-247個(gè)設(shè)備地址范圍。協(xié)議包括廣播查詢和單獨(dú)設(shè)備查詢兩種方式,二者區(qū)別就是廣播查詢不需要從設(shè)備回應(yīng)信息,主、從設(shè)備查詢通訊過程見如圖2所示:
圖2 Modbus主、從設(shè)備查詢響應(yīng)
Modbus協(xié)議常用功能碼如圖3所示:
圖3 Modbus協(xié)議常用功能碼
Modbus協(xié)議有兩種傳輸模式:ASCII模式和RTU模式。同波特率下,RTU模式較ASCII模式能傳輸更多的數(shù)據(jù),所以工業(yè)網(wǎng)絡(luò)大都采用RTU模式。RTU模式下的信息傳輸報(bào)文格式如圖4所示:
圖4 Modbus RTU信息報(bào)文格式
它沒有起始位和停止位,而是由至少3.5個(gè)字符間隔時(shí)間作為信息的起始和結(jié)束標(biāo)志。信息幀所有字符位由16進(jìn)制字符0-9、A-F組成。
Modbus RTU通訊協(xié)議幀結(jié)構(gòu)如圖5所示:
圖5 RTU通訊協(xié)議幀格式
Modbus RTU方式主站讀取從站寄存器數(shù)據(jù)示例:主設(shè)備查詢?nèi)鐖D6所示:
圖6 主設(shè)備查詢格式
Modbus RTU方式主站讀取從站寄存器數(shù)據(jù)示例:從設(shè)備響應(yīng)如圖7所示:
圖7 從設(shè)備響應(yīng)格式
四. 智能串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊SS-431的配置軟件SS-123
1 使用配套軟件設(shè)置SS-431的子網(wǎng)相關(guān)參數(shù)和命令
2 先雙擊按鈕讓網(wǎng)關(guān)進(jìn)入配置狀態(tài),打開配置軟件SS-123(見產(chǎn)品光盤或者訪問公司下載)
3 PLC與SS-431通訊,SS-431選擇Modbus從站模式,如下圖所示:
紅色標(biāo)記處為從站地址,需要進(jìn)行填寫;其他參數(shù)根據(jù)用戶所需自行設(shè)置。
4 SS-431與設(shè)備通信,SS-431選擇通用模式,如下圖所示:
對(duì)于串口協(xié)議1和串口協(xié)議2,需要設(shè)置通信方式為問答式;對(duì)于串口協(xié)議3,需要設(shè)置通信方式為接收式。
五. PLC讀取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表數(shù)據(jù)
PLC通過SS-431讀寫現(xiàn)場(chǎng)串口設(shè)備數(shù)據(jù)。SS-431的兩個(gè)串口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通過“映射”關(guān)系來建立。在SS-431中有兩塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū),一塊是輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(1K字節(jié)),另一塊是輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(1K字節(jié))。
SS-431讀取的數(shù)據(jù)放入到輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū),供Modbus主站讀取。Modbus主站寫入的數(shù)據(jù)放入輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū),SS-431從輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)取數(shù)據(jù),通過寫命令輸出到相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或儀表中。
六. 結(jié)束語(yǔ)
在該系統(tǒng)中,智能串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊SS-431扮演了二種角色:建立Modbus從站和PLC之間的通信;非Modbus協(xié)議串口設(shè)備和SS-431之間的通信。自本通信系統(tǒng)運(yùn)行以來,整個(gè)系統(tǒng)通訊正常,有效保證了整個(gè)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。使用泗博自動(dòng)化的智能串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊SS-431可以極大地方便自動(dòng)化工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制和操作。
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