专业化的MODBUS现场总线接口
一种Modbus设备接入PROFIBUS现场总线的方法
1 前 言
目前 , 业 控制 已从 单 机控 制 走 向集 中控 制 和 工 集 散 控制 , 同通 讯 协议 的工 业控 制 器 的联 网势 在 不 必 行 。工 业 控 制 器 的联 网将 为 网络 管理 提 供方 便 。
轧 花企 业现 有 的可编 程控 制器 、 频器 、 能仪表 大 变 智 多 支持 Mob s 讯 协议 , d u通 随着现 场 以总 线方 式实 现
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互联 显得极 为 关键 。本 文 阐述 了一 种 Mo b s 备接入 P O I U 现 场 总线 的方 法。 du 设 R FB S 关键 词 : d u 设备 ; R FB S 总线桥 Mo b s P O IU ;
P O I U 是一 种 国际化 、 R FB S 开放 式 、 依 赖 于设 不
( 如 以太 网 ) 例 和其 它设 备 之 间可 以通信 , 同厂 商 不 生产 的控制 设备 可 以连成 工业 网络 , 行集 中监 控 , 进 它 已经成 为一通 用工 业标 准 。
本文 以新疆 某 大型 棉花加 工 企业进 行 自动控 制 项 目改 造 时 , 西 门 子 S 3 0 L ( P 3 5 2 P 与 将 70 P C C U 1— D )
MODBUS简介
MODBUS简介附件:MODBUS是MODICON公司为该公司生产的PLC设计的一种通信协议,从其功能上看,可以认为是一种现场总线。
它通过24种总线命令实现PLC与外界的信息交换。
具有MODBUS 接口的PLC可以很方便的进行组态。
MODBUS传输协议定义了控制器可以识别和使用的信息结构,而不须考虑通信网络的拓扑结构。
它定义了各种数据帧格式,描述了控制器访问另一设备的过程,怎样作出应答响应,以及可检查和报告的错误。
MODBUS有两种传送方式,RTU(Remote Terminal Unit)方式和ASCⅡ方式。
MODBUS 以LSB在先的形式传送数字量,以MSB在先的形式传送模拟量。
MODBUS把通信参与者规定为“主站”(MASTER)和“从站”(SLAVE)。
主站可向多个从站发送通信请求,最多可达247个从站。
每个从站都有自己的地址编号。
MODBUS的RTU方式规定通信字符串的最后两个字节用于传递循环冗余校验数据。
其校验方式是将整个字符串(不包括最后两个字节)的所有字节按规定的方式进行位移并进行XOR(异或)计算。
接收方在收到该字符串时按同样的方式进行计算,并将结果同收到的循环冗余校验的两个字节进行比较,如果一致则认为通信正确,如果不一致,则认为通信有误,从站将发送CRC 错误应答。
MODBUS中RTU采用CRC-16的冗余校验方式。
控制器与PLC之间通信的内容包括主站对从站的读取和写入,MODBUS规定,只有主站具有主动权,从站只能被动的响应,包括回答出错信息。
数据通信的一般格式如下:从功能上讲,MODBUS包括24种命令,每一功能都有相应的功能码。
最基本的功能主要包括AI/AO、DI/DO的数据传送,PLC如果支持MODBUS,那么都应该包含这些基本命令。
PLC 将模拟量和数字量存放在不同的寄存器中。
模拟量在PLC中是保存在寄存器(Holding Register)中,数字量保存在线圈中(Holding Coils)。
现场总线技术-3-Modbu
现场总线技术-3-Modbus
现场总线技术是工业自动化中应用最为广泛的技术之一。本次演讲将会深入 介绍其中的Modbus协议。
现场总线技术概述
工业应用
现场总线技术可在工业自动化 领域中广泛应用,在生产组装 线、自动控制设备和仪表中都 有体现。
数据传输
维护管理
现场总线技术可以实现不同设 备之间的数据信息共享和传输, 提高了生产工艺的自动化程度。
Modbus RTU的速度一般为9600或19200 bps, Modbus TCP可以高达100Mbps
Modbus RTU的最大数据包为256字节, Modbus TCP的最大数据包可达到1432字节
Modbus RTU通信距离在500m以内,而 Modbus TCP可在多个工厂之间通过互联网 连接进行通信
2 开放协议
Modbus是一种开放的协议,能够普及到 很多应用领域,广泛应用。
3 兼容性强
Modbus协议能够兼容不同类型的自动化 设备,并且实现了通信的统一。
4 成本低廉
Modbus可以实现较低的成本开销,简化 了现场设备的集成和应用。
Modbus通信原理与格式
通信原理
Modbus通信是建立在客户端与服务器之间的请 求响应方式基础上的,客户端通过发送被请求 的数据来向服务器请求信息,服务器再将请求 的数据返回给客户端。
2
数据采集及分析
Modbus可以在工业自动化系统中实现对设备传感器的数据采集,实时记录和分 析设备运行数据。
3
现场设备维护
Modbus可以帮助维护人员了解设备的运行状况,进行设备故障的排除和维修工 作。
现场总线技术概述
现场总线技术概述现场总线技术(Fieldbus)是指在工业自动化系统中,用于连接现场设备和控制系统的一种通信协议和架构。
它通过将数据和控制命令从控制系统传输到现场设备,并将现场设备反馈的数据传输回控制系统,实现实时监控和控制。
现场总线技术的发展起源于20世纪80年代,旨在解决传统控制系统中布线复杂、成本高昂、可靠性低等问题。
与传统控制系统相比,现场总线技术具有可编程、分布式、开放性强等优点,是实现工业自动化和智能化的重要手段之一现场总线技术的核心是通信协议,常见的现场总线协议包括Profibus、Modbus、FOUNDATION Fieldbus、DeviceNet等。
这些协议定义了数据格式、通信速度、错误检测和纠正等通信规范,保证了不同设备之间的互通性和稳定性。
现场总线技术的架构通常由控制层、总线层和现场设备层组成。
控制层包括控制器和上位机,负责发送控制命令和接收反馈数据;总线层是控制器与现场设备之间的通信介质,包括总线线缆、连接器和信号转换设备;现场设备层包括传感器、执行器等各种设备,负责感知和执行现场操作。
现场总线技术在工业自动化中的应用广泛,涵盖了各个行业和领域。
它可以实现对现场设备的远程监控和控制,提高了系统的可靠性和灵活性。
同时,现场总线技术还可以对现场设备进行参数配置和诊断,减少了故障排除时间和维护成本。
然而,现场总线技术也存在一些挑战和限制。
首先,不同的现场总线协议之间,通常不能直接互联互通,需要通过网关或转换器进行数据的转换和交换。
其次,现场总线技术对硬件设备的要求较高,需要选择与总线兼容的设备进行接入。
此外,现场总线技术的通信速度相对较慢,对于一些对实时性要求较高的应用场景可能不够满足。
总的来说,现场总线技术是工业自动化领域的重要技术和工具,具有广泛的应用和发展前景。
随着工业互联网的兴起,现场总线技术将继续推动工业自动化向智能化、高效化的方向发展。
modbus通讯口接法
modbus通讯口接法Modbus通讯是一种常用的串行通信协议,广泛应用于工业自动化领域。
它主要用于在不同设备之间进行数据通信和控制。
在实际应用中,Modbus通讯口可以通过不同的接法实现通信。
1. RS-232接法:RS-232是一种常见的串行通信接口,Modbus通讯口可以通过RS-232接口进行连接。
在这种接法中,通讯口一般采用DB9或DB25接口,通过串口线连接到计算机或其他设备上。
在电气连接方面,需要将通讯口的发送引脚连接到接收引脚,并将接收引脚连接到发送引脚,以实现数据的双向传输。
2. RS-485接法:RS-485是一种多点通信标准,与RS-232不同,它支持多个设备同时进行通信。
在Modbus通讯中,RS-485是一种常见的接口类型。
在这种接法中,通讯口一般采用RJ45接口,并通过双绞线连接到设备或直接连接到RS-485总线上。
在电气连接方面,需要将通讯口的发送引脚连接到通讯总线的接收引脚,将接收引脚连接到发送引脚,以实现多个设备之间的数据传输。
3. TCP/IP接法:除了串行通信接口,Modbus通讯还可以通过以太网网络进行连接。
在这种接法中,通讯口一般采用RJ45接口,并通过网线连接到局域网或广域网上的设备。
在网络通信配置方面,需要为每个设备分配一个唯一的IP地址,以便实现设备之间的数据通信和控制。
无论是RS-232、RS-485还是TCP/IP接法,Modbus通讯口在电气连接方面通常需要对引脚进行正确连接,以实现数据的传输。
同时,在软件配置方面,需要设置正确的通讯参数,包括波特率、数据位、校验位和停止位等。
只有在硬件和软件配置都正确的情况下,才能实现可靠的Modbus通讯。
此外,在实际应用中,还可以通过网桥或信号转换器等设备将不同的通讯口接法进行转换。
例如,可以使用串口转以太网转换器将RS-232或RS-485接口的Modbus通讯口转换为TCP/IP接口,以便实现远程监控和控制。
MODBUS现场总线在工程中的应用实例
MODBUS现场总线在工程中的应用实例摘要:本文简要介绍了现场总线的概念,详细说明了Modbus 总线协议的基本原理、通讯过程,并通过一个工程实例及其工业应用特点。
关键词:现场总线;Modbus通信协议;智能仪表;组态Abstract: this paper briefly introduces the concept of fieldbus, it explains the basic principle of Modbus bus agreement, communication process, and through a project example and its industrial application characteristics.Keywords: fieldbus; Modbus communication protocol; Intelligent instrument; configuration1现场总线概念现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。
它的出现,标志着工业控制领域又一个新时代的开始,并将对该领域的发展产生重要影响。
现场总线是应用在生产现场、在微型计算机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
它在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化系统中在过去的10年内,出现了许多的总线产品,较流行的有:MODBUS现场总线,德国Bosch公司设计的CAN网络(Controller Area Network),美国Echelon公司设计的Lon Works 网络(Local Operation Network),按德国标准生产的Profibus(Profess Field Bus)总线,Rosemount公司设计的Hart(Highway Addressable Remote Transducer)总线,罗克韦尔自动化公司的Device Net 和Control Net等。
完整版工业自动化领域各种总线协议规范接口
完整版工业自动化领域各种总线协议规范接口工业自动化领域的总线协议规范接口是实现设备之间数据通信的关键技术。
在工业自动化系统中,各种设备(如PLC、传感器、执行器等)需要通过总线协议进行数据交换,以实现自动化控制和监测。
本文将详细介绍工业自动化领域常见的几种总线协议规范接口。
一、Modbus协议Modbus是一种串行通信协议,广泛应用于工业自动化领域。
它具有简单、开放、易于实现的特点,能够实现不同设备之间的数据传输。
Modbus协议定义了一种主从结构的通信方式,主设备通过读写从设备的寄存器来实现数据交换。
该协议支持不同的物理介质,如串口、以太网等。
二、Profibus协议Profibus是一种用于工业自动化领域的现场总线协议。
它分为DP(分布式式)和PA(过程自动化)两种类型。
DP用于工厂自动化,PA用于过程自动化。
Profibus协议采用主从结构,主设备负责控制和配置从设备。
它支持高速数据传输和实时通信,并具有高可靠性和灵便性的特点。
三、CAN(Controller Area Network)总线CAN总线是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的串行通信协议。
它采用主从结构,支持多主设备同时工作。
CAN总线具有高可靠性、抗干扰能力强、实时性好的特点。
它适合于多节点、分布式控制系统,能够实现设备之间的快速数据传输和实时通信。
四、Ethernet/IP协议Ethernet/IP是一种基于以太网的工业自动化通信协议。
它采用TCP/IP协议作为传输层,支持实时和非实时通信。
Ethernet/IP协议具有高带宽、高可靠性和灵便性的特点,适合于大规模工业自动化系统。
它能够实现设备之间的快速数据交换和远程监测。
五、Profinet协议Profinet是一种基于以太网的工业自动化通信协议。
它具有高速、实时和可靠的特点,适合于各种工业自动化应用场景。
Profinet协议支持多种通信方式,如RT (实时)、IRT(异步实时)和NRT(非实时)。
PLC与现场Modbus协议(适用于施耐德PLC)
HARSVERT-A变频器与Modbus现场总线接口信息表 V2.0(适用于变频器采用施耐德Twido系列PLC的程序版本)(注:该协议适用于变频器采用施耐德Twido系列的PLC,PLC的编程口即圆口的通信模式由管脚5和7的连接方式决定,5和7短接即为modbus通信,5和7不短接时为编程模式。
当客户要求modbus通信时将管脚5和7短接,管脚1和2为485通信的A和B。
注意图纸上提供的是口的针脚位置,接头位置不要弄错。
)1、通讯端口设置为:RS485、波特率9600、8位字符、1个停止位、偶校验。
2、HARSVERT-A变频器只作为从机,缺省的从机地址为1,如果现场要求设定为其他的从机地址,必须事先和HARSVERT-A变频器厂家沟通。
3、HARSVERT-A目前仅对ModbusRTU协议的功能3和16进行支持。
4、现场DCS系统可以通过功能16发出对变频器的控制指令,但控制指令仅在变频器处于远控时有效。
功能16的通讯格式为:从机地址10 起始地址(MSB,LSB) 字数(MSB,LSB) 字节数数据CRCH CRCL变频器响应的格式是:从机地址10 起始地址(MSB,LSB) 字数(MSB,LSB) CRCH CRCL5、现场DCS系统都可以通过功能3来读取PLC相关寄存器,获知变频器的状态,功能3的通讯格式为:从机地址03 起始地址(MSB,LSB) 字数(MSB,LSB) CRCH CRCL变频器响应的格式是:从机地址03 字节数数据CRCH CRCL比如:要将46.7Hz的给定频率写入变频器,浮点数46.7的16进制为423ACCCD,含两个字(4个字节),命令序列如下:01100000000204423ACCCD534F 要向变频器发启动命令,发送的数据序列为:011000020001020100A622要向变频器发停机命令,发送的数据序列为:011000020001020800A072要向变频器发急停命令,发送的数据序列为:011000020001020400A572要向变频器发复位命令,发送的数据序列为:011000020001021000AA72注意:不要企图向0000-0003地址(对应变频器内部寄存器MW1000-MW1003)之外的任何单元写数,否则可能导致变频器出现不可预测的结果。
modbus接线标准
modbus接线标准
Modbus是一种常见的工业通信协议,用于在自动化系统中传输数据。
在Modbus通信中,接线标准非常重要,因为正确的接线可以确保通信的稳定性和可靠性。
一般来说,Modbus接线标准可以分为RS-232和RS-485两种类型。
对于RS-232接线标准,一般情况下使用DB9连接器进行连接。
在RS-232连接中,一般使用2号引脚(TXD)、3号引脚(RXD)和5号引脚(GND)进行连接。
发送端的TXD引脚需要连接到接收端的RXD引脚,而两端的GND引脚需要连接在一起。
这样可以确保数据的双向传输和接地的连接。
对于RS-485接线标准,一般情况下使用2线或4线方式进行连接。
在2线方式中,A+和B-分别连接到发送端和接收端的A和B端口,而在4线方式中,除了A+和B-外,还需要连接发送端和接收端各自的GND引脚。
这样可以实现更稳定的数据传输和抗干扰能力。
除了以上的物理连接标准,还需要注意在Modbus通信中的逻辑连接。
在Modbus通信中,一般使用主从结构进行通信,主设备负责发起通信请求,而从设备负责响应请求并返回数据。
因此,在实际
应用中,需要根据具体的通信需求和设备特性来选择适合的接线方式和协议规范。
总的来说,正确的Modbus接线标准可以确保通信的稳定性和可靠性,因此在实际应用中需要严格遵守相关的接线标准和规范,以确保通信系统的正常运行。
Modbus协议与现场总线
变量地址 变量数 CRC校验
定时中断 帧结束,读 命令回答 数据
动定时器
主站发给从站读寄存器命令 8byte,从站3.5char后回答数据
3.5 char
帧间隔3.5char定时方法
ICR1(触发寄存器)
计数器
PWM输出
3.2.4 从站程序设计(AVR MEGA64 CPU)
(1).主程序
(3).UART0中断接收(只接收一个字节数据)
#pragma interrupt_handler usart0:iv_USART0_RXC void usart0(void) { unsigned char combuf; combuf =UDR0; /* 读通讯数据 */ TIM16_WriteTCNT1(0x0000); /* 清定时时间常数 */ TIM16_WriteICR1(TimeDelay); /* 设置定时3.5 char时间常数 */ TIFR|=(1<<ICF1); /* 定时记数器加,上限捕捉 */ TIMSK|=(1<<TICIE1); /* 启动定时中断 */ ReciveBuff_485[ReceiveNum_485++]=combuf; /* 存储通讯数据 */ }
(2).串口初始化
void UartInit(void) { /* 设置通讯波特率 */ UBRR0L = (OscF/16/(BaudRate0+1))%256; UBRR0H = (OscF/16/(BaudRate0+1))/256; /* Uart0 发送和接收引脚使能 */ UCSR0B = (1<<RXEN0)|(1<<TXEN0); /* 设置帧格式: 8 个数据位, 1 个停止位 */ UCSR0C = (1<<URSEL0)|(1<<UCSZ01)|(1<<UCSZ00); UCSR0A = (1<<RXC0)|(1<<TXC0)|(1<<UDRE0)|(1<<FE0); }
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适用场合
作为控制器使用
作为变送器使用
作为本地控 制器接入控 术参数
• 传感器接口:可接1~4只350Ω的应变片式传感器,6线制 • 供桥电源:10VDC,150mA • AD转换:Σ-△方式,24bit,10~200次/秒(可配置) • 显示: 6位0.4英寸数码管显示,6个状态指示符 • 键盘: 6个轻触式按键 • 电源: 直流24V(18~36V),6W • 隔离:电源、主机、通讯、开关量相互隔离 • 输入输出接口(标配):4路开关量输出、2路开关量输入 • 现场总线接口(标配):MODBUS-RTU接口 • 模拟量接口(选配):0~5V,1~5V,0~10V,4~20ma,0~20mA(可配置)
产品特点
• 高精度、高电压的AD转换技术 • 高速转换、高速传输 • 系统抗干扰能力强 • 高可靠性 • 专业的模拟量接口 • 专业化的现场总线接口 • 适应复杂控制现场的标定方式 • 基于称重的PLC可编程技术 • 配套梯形图编程软件
特点1:高精度,高电压的AD转换技术
• 采用最新研发的10V供桥的Σ-△式AD转换专利技术 • 具有如下特点:
特点3:高可靠性:材料
• 在C70X的设计中,我们始终把可靠性和性能放在第一位,选用的都是业内顶级 的器件:
– 美国ADI最新高速AD芯片、 – 美国TI公司高精度运放、 – 美国PI公司开关电源芯片、 – 日本瑞萨高可靠性MCU、 – 日本东芝超高速光耦,
• 保险丝、接插件这种小器件都选用的美国力特快熔断保险丝、德国菲尼克斯接 线端子。
高精度: 高电压供桥提高了传感器的输出信号。按输出信号为2mV/V的传感器计算, 从5V系统供桥输出的10mV最大信号提升到20mV,信号提升了一倍,精度 也同时提高了一倍。
强抗干扰: 传感器输出信号的变大,提高了信噪比 高电压技术,提高了系统的共模抑制能力
特点2:高速转换、高速传输
• 完整: – 实现10个寄存器访问寄存器功能码和1个诊断功能码,所有功能码都经过 “Modbus Poll”软件测试。
• 协议: – 标准MODBUS-RTU从机
特点5:专业化的MODBUS现场总线接口
• 接口: – 支持RS232\RS485两种接口,高速隔离,可实现4800~115200共6种波特率 ,校验方式可设置
特点3:高可靠性:生产和使用
• 生产的可靠性:使用全面测试工装,精确到每个芯片的性能测试,保证每个产 品的生产质量。
• 使用的可靠性:系统具有自诊断功能,能对系统及模拟部分的关键电压进行监 控及故障报警,保证系统运行在健康的电源下。可检测传感器工作情况,对某 些传感器故障(如断线)进行报警提示。
特点4:专业的模拟量输出接口
• 采用专用高精度16位DAC(数字→模拟转换)芯片,具有极佳的精度和动态 响应速度。
最大±0.1% 满量程范围(FSR) 总不可调整误差(TUE) 微分非线性(DNL):最大±1 最低有效位(LSB) 模拟输出刷新速度高达50次每秒
• 软件可修正输出零点和满值,可修正到6位半万用表1码不差。 • 具有0~5V,1~5V,0~10V,4~20ma,0~20mA多种输出模式,可通过软件
• 应用: – 通过MODBUS接口可实现读取仪表各种状态,控制仪表执行某种功能,和仪 表控制功能联动,控制模拟量输出等丰富的功能。
• 特点: – MODBUS处理速度最高可达200次每秒,可读取高速AD每一个转换结果。
特点6:专业化的CC-LINK现场总线接口
• 仪表可以安装CC-Link扩展板,作为远程设备站与CC-Link主站(三菱PLC) 通讯。
特点3:高可靠性:设计
• 全面符合GB/77724-2008国标要求,各项指标达到优秀水平。 • 系统采用全隔离设计,电源、主机、通讯、开关量均两两隔离,防止各个系统
之间的相互干扰。 • 高电压供桥的AD转换技术,共模抑制能力强。 • 采用5V电源超强抗干扰MCU,绝不死机。 • 参数采用双备份、写保护技术,杜绝参数丢失。 • 电源宽电压输入:直流18-36V,具有高适应性。 • 保护能力:具有过压、过流、过热、防反接。 • 防损坏:所有输入输出接口具备抗静电6000V的能力。
选择输出模式,满足用户的不同需求。 • 可选择模拟量输出的信号源(毛重、净重、寄存器),可通过MODBUS通讯
控制寄存器来操作模拟量输出信号。
特点5:专业化的MODBUS现场总线接口
• 标准: – 完全符合《Modbus应用协议》(国标GB/T19582.1-2008),《Modbus协议 在串行链路上的实现指南》(国标GB/T19582.2-2008)的要求。
• 响应时间:控制系统的重要指标。 • 决定因素:采样速度、传输速度、处理速度、执行速度 • 采样速度:
– 采用最新的AD转换芯片,最高采样速率达到4800次每秒,仪表处理后AD刷新速 率可达到200次/秒。
• 传输速度:
– 采用高速隔离光耦,通讯波特率可达115200,通过仪表通讯接口、MODBUS总线 可以读取AD转换的每一个重量值。
• 标定校准是每台仪表都需要进行的工作,C701,C702提供了 多种标定方式供用户选择。
站类型:远程设备站,指示计/称重仪; 占用站数:1~4个站可设; CC-Link版本:Ver.1.10;
• 采用CC-Link协议制定者三菱提供的协议芯片及其配套方案 • 我司已加入CC-Link协会(CLPA) • CC-Link扩展板正在进行CC-Link协会的标准化认证。
特点7:人性化的标定方式
可编程重量变送器
XK3190-C701,C702介绍
王威
外形与安装方式
导轨式安装
面板式安装
产品简介
• XK3190-C701,C702是一款智能型、可编程现场总线式重量变送器。 • 采用高速度、高精度模数转换技术,具有可靠性高,抗干扰能力强的特点。 • 适用于高速重量数据采集系统、动态称重系统、以及分选、包装、加料、减