Modbus现场总线

3.2 Modbus物理层
一、RS-232接口标准 美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association） 信号标准
3.2 Modbus物理层
2. 电气特性 在TXD和RXD上：
逻辑1（MARK）=-3V～-15V
逻辑0（SPACE）=+3～+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）=+3V～ +15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V～15V
3. 施耐德将Modbus协议的所有权移交给IDA ，成 立了Modbus-IDA组织 。 4. Modbus-RTPS成为实时以太网 标准IEC61784-2 。 5. Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008 。
3.1 Modbus概述
二、Modbus特点 1. 标准、开放
用户可以免费、放心地使用Modbus 协议。
3.1 Modbus概述
五、Modbus通信原理 Modbus是一种简单的客户机/服务器型应用 协议 。
3.1 Modbus概述
五、Modbus通信原理 客户机向服务器发请求，服务器分析并处理客户 机的请求后返回响应； 1个主站（客户机），最多247个从站（服务器）； 可以采用单播模式和广播模式（0地址）； 产生错误，服务器返回通信异常码。
3.2 Modbus物理层
二、RS-485接口标准 1. RS-485接口特点
（1）双线差分电气信号
（2）半双工传输模式
（3）最远1200米通信距离
（4）最快10Mbit/s通信速率 （5）最大支持32个节点
3.2 Modbus物理层
2. RS-485的优点 （1）成本低
（2）网络驱动能力强
（3）通信距离远
帧结构
3.3 Modbus串行链路层标准
地址域 地址范围：1~247，0为广播地址。
功能代码域
功能代码范围：1~255（01H~FFH）。
数据域
数据域数值范围： 01H~FFH； 根据功能代码不同数据具有寄存器地址、数据长 度、读写数据等不同意义。
3.3 Modbus串行链路层标准
3.5 Modbus系统组态
（1）变频器通信参数地址
3.5 Modbus系统组态
（2）PLC梯形图程序
3.5 Modbus系统组态
2. 灵活
支持多种物理层标准，如RS-232、 RS-485、以太网等 。
3. 简单 Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗 易懂。
3.1 Modbus概述
三、Modbus通信模型 Modbus协议规范的核心是应用层标准。
物理层、数据链路层可灵活选择
3.1 Modbus概述
四、通用Modbus帧 Modbus协议定义了一个与基础通信层无关 的简单协议数据单元（PDA），特定总线或网 络上的Modbus协议映射能够在应用数据单元 （ADU）上引入一些附加字段 。
二、Modbus的差错验码 1. 奇偶校验
2. LRC检测
3. CRC检测
3.3 Modbus串行链路层标准
三、Modbus功能码 （1）公共功能码
被Modbus-IDA组织确切定义的、唯一的功 能码。
（2）用户定义功能码 用户无需Modbus-IDA组织的任何批准，就 可以选择和实现的功能码。
（3）保留功能码
3.5 Modbus系统组态
4. Modbus网络控制 控制要求：
当触摸屏中启动按钮按下时，PLC中M0=ON， VFD-B 变频器启动。
当触摸屏中停止按钮按下时，PLC中M1=ON， VFD-B 变频器停止。 通过触摸屏给定频率输入向PLC的D1写入给定 频率值，PLC通过Modbus将给定频率写入变频 器，再读出变频器中的给定频率和输出频率，最 后送往触摸屏显示。
工业控制网络
主讲教师：张士磊
第3章 Modbus现场总线
3.1 Modbus概述 3.2 Modbus物理层
3.3 Modbus串行链路层标准
3.4 台达工业自动化设备
3.5 Modbus系统组态
3.1 Modbus概述
一、Modbus发展历史 1. Modicon公司提出的通信规约。

2. Modicon公司被施耐德电气公司收购。
RS-485接口
Modbus协议
CANopen通信口
3.5 Modbus系统组态
功能要求：组建Modbus 网络，完成由一个触摸 屏通过PLC来控制一台VFD-B变频器启动、停止、 改变频率的功能。 1. 系统分析 Modbus网络采用主从结构： Modbus主站采用台达SV系列PLC构成； Modbus从站采用台达VFD-B变频器；
3.4 台达工业自动化设备
二、台达触摸屏
以太网
RS-485 RS-232
3.4 台达工业自动化设备
三、台达变频器 RS-485接口
Modbus协议
可安装PROFIBUS、
DeviceNet、LonWorks、
CANopen通信扩展卡
3.4 台达工业自动化设备
四、伺服驱动器 RS-232接口
32modbus物理层二rs485接口标准1rs485接口特点1双线差分电气信号2半双工传输模式2半双工传输模式3最远1200米通信距离4最快10mbits通信速率5最大支持32个节点32modbus物理层2rs485的优点1成本低2网络驱动能力强3通信距离远3通信距离远4传输速率快32modbus物理层3rs485收发器rs485收发器种类较多如maxim公司的max485ti公司的sn75lbc184高速型sn65als1176等
3.2 Modbus物理层
3. RS-232电平转换器 为了实现采用+5V供电的TTL和CMOS通信接口 电路能与RS-232标准接口连接。必须进行串行 口的输入/输出信号的电平转换。 目前常用的电平转换器有
MOTOROLA公司生产的MC1488驱动器、 MC1489接收器
TI公司的SN75188驱动器、SN75189接收器 美国MAXIM公司生产的单一+5V电源供电、多 路RS-232驱动器/接收器，如MAX232A。
3.3 Modbus串行链路层标准
一、Modbus的传输模式 1. ASCII模式
异步串行通信传送ASCII字符；
字符间的时间间隔不能超过1秒；
帧结构
3.3 Modbus串行链路层标准
2. RTU模式 异步串行通信传送十六进制数；
帧间的停顿时间要超过3.5个字符时间；
字符间的时间间隔不能超过1.5个字符时间；
（4）传输速率快
3.2 Modbus物理层
3. RS-485收发器
RS-485收发器种类较多，如MAXIM公司的 MAX485，TI公司的SN75LBC184，高速型 SN65ALS1176等。
3.3 Modbus串行链路层标准
Modbus串行链路层标准就是通常所说的标 准Modbus协议，它是Modbus协议在串行链路上 的实现。 Modbus串行链路层协议是一个主从协议， 定义了一个控制器能够识别使用的消息结构。 Modbus串行链路层协议定义了各种数据帧 格式，用以描述控制器请求访问其他设备的过程， 如何响应来自其他设备的请求，以及怎样侦测错 误并记录。
某些公司在传统产品上现行使用的功能码。
3.3 Modbus串行链路层标准
常用功能代码
3.3 Modbus串行链路层标准
四、Modbus协议编程实现
左侧扩展口 3.4 台达工业自动化设备 一、台达PLC简介
RS-232 RS-485
3.4 台达工业自动化设备
一、台达PLC简介 台达DVP28SV主机支持左侧高速网络模块扩展。
触摸屏采用台达DOP-B07E515。
3.5 Modbus系统组态
3.5 Modbus系统组态
2. 变频器参数配置
3.5 Modbus系统组态
3. 触摸屏配置 触摸屏与PLC采用RS-232连接，Screen Editor软 件的组态通信参数、变量映射、动画设计等 。
3.5 Modbus系统组态