・９０・《测控技术）２０１３年第３２卷第１０期Ｓ７—３００ＰＬＣ与设备进行ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ通信方法王勇，苏杨，商砚冰，程杨波（西安近代化学研究所，陕西西安７１００６５）摘要：给出Ｓ７—３００ＰＬＣ与设备通过ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ协议进行通信连接的方法，以及硬件组态步骤、软件设计方法和要点。该方法可广泛应用于过程控制与数据采集系统，具有简单、方便等优点。关键词：ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ协议；ＰＬＣ；通信中图分类号：ＴＮ９１５．０４文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—８８２９（２０１３）１０－００９０－０３ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆ￥７－３００ＰＬＣａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｈｒｏｕｇｈＭｏｄｂｕｓＲＴＵＰｒｏｔｏｃｏｌＷＡＮＧＹｏｎｇ，ＳＵＹａｎｇ，ＳＨＡＮＧＹａｎ—ｂｉｎｇ，ＣＨＥＮＧＹａｎｇ－ｂｏ（Ｘｉ’ａｎＭｏｄｅｍＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＳ７—３００ＰＬＣａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＭｏｄｂｕｓＲＴＵｐｒｏｔｏｃｏｌ。ａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｋｅｙｐｏｉｎｔｓｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｉｓｓｉｍｐｌｅａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭｏｄｂｕｓＲＴＵｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＰＬＣ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭｏｄｂｕｓＲＴＵ通信协议广泛地应用于各种仪器仪表设备的通信，在物理层面上通过ＲＳ４８５接口，与工业控制计算机、ＰＬＣ控制器等进行通信连接，具有简单、方便、可靠的特点。通常ｓ７．３００ＰＬＣ与这些设备的通信，大多采用协２通信参数设置与下装２．１设置通信参数完成上述通信协议安装后，在ＳＴＥＰ７中打开工程项目，在硬件组态窗口中，双击ＣＰ３４１模块打开属性对话框，单击“参数”（Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）按钮，打开协议选择接口对话框，选择ＭｏｄｂｕｓＭａｓｔｅｒ传输协议。在参数配置中设置好传输速率、数据位、停止位、奇偶校验，连接模式选“半双工（ＲＳ４８５）两线操作模式”，接线方式选Ｒ（Ａ）０Ｖ，Ｒ（Ｂ）５Ｖ，通信参数设置完成后，保存通信参数。２．２下装通信参数到ＣＰ３４１在打开的ＣＰ３４１属性“参数”窗口中，点击“Ｌｏａｄｄｒｉｖｅｒｓ”按钮，将设置的通信参数下装到ＣＰ３４１模块。在进行过一次下装ＭｄｏｂｕｓＭａｓｔｅｒ协议后，如果要重新修改通信参数，再一次下装时，会提示“驱动程序已存在”（Ｄｒｉｖｅｒａｌｒｅａｄｙｅｘｉｓｔｓ），不能下装，这是因为ＭｄｏｂｕｓＭａｓｔｅｒ协议已经存在于ＣＰ３４１中。这种情况下，应先下载一次ＭｏｄｂｕｓＳｌａｖｅ协议，将ＣＰ３４１中的Ｍｏｄｂｕｓ议转换模块，将ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ协议转换为Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ协议，通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线相连接。在此介绍一种采用￥７－３００系列的ＣＰ３４１“通信处理器”模块，通过安装ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ协议，建立Ｍｏｄｂｕｓ主、从站之间的数据链接，实现ｓ７－３００与设备之间的通信方法。１通信协议安装ＣＰ３４１是西门子ｓ７—３００系列的点对点主、从站通信处理器模块，出厂时厂家只安装了３９６４（Ｒ）和ＲＫ５１２、ＡＳＣＩＩ传输协议，没有安装ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ协议，需要另行安装，安装方法是，运行ＣＤ安装光盘中的ｓｅｔｕｐ．ｅｘｅ，按照安装提示，完成ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ协议安装。安装时需要将ＭｏｄｂｕｓＭａｓｔｅｒ和ＭｏｄｂｕｓＳｌａｖｅ全部要装，便于今后协议修改。Ｍａｓｔｅｒ协议清除，再下装。３通信软件设计收稿日期：２０１２—０８—２２作者简介：王勇（１９６４一），男，山西左云人，高级工程师，主要从事过程控制技术研究与系统设计。在通信软件设计中，通过调用发送功能块ＦＢ８Ｐ—ＳＮＤ—ＲＫ和接收功能块ＦＢ７Ｐ＿ＲＣＶ—ＲＫ，进行主、从站万方数据￥７－３００ＰＬＣ与设备进行ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ通信方法数据交换。发送功能块ＦＢ８用于主站（ＰＬＣ）向从站（设备）发送从站地址、读写功能代码、读写寄存器的起始地址、寄存器个数等信息；接收功能块ＦＢ７用于等待接收从站返回的数据，并将接收到的数据写入其定义的数据区内。３．１ｓ７－３００与单个设备通信Ｓ７・３００与单个设备进行通信时相对简单，只需要建立和定义好发送数据块和接收数据块，调用ＦＢ７、ＦＢ８功能块即可，方法如下：（１）创建发送数据块和接收数据块。在ＳＴＥＰ７程序中，先创建发送数据块ＤＢｌ和接收数据块ＤＢ２。例如要从地址为２的设备中，读取起始地址为１００（十进制）的连续２个寄存器数据，并将读取的数据存放在数据块ＤＢ２中。发送数据块ＤＢｌ格式如表１所示。表１发送数据块ＤＢｌ格式“名称”列中的“地址”定义从站设备的地址“２”；“功能”定义Ｍｏｄｂｕｓ协议读寄存器功能代码“０３”，“起始地址”定义要读取的从站寄存器起始地址“６４”（１６进制），“寄存器数”定义需要读取的寄存器个数“２”。接收数据块ＤＢ２结构如表２所示。表２接收数据块ＤＢ２结构（２）调用发送功能块和接收功能块。打开ＯＢｌ程序编程画面，在ＯＢｌ块中调用发送功能块ＦＢ８Ｐ＿ＳＮＤ—ＲＫ，建立背景数据块ＤＢ８，如图１所示。参数设置：ＳＦ一大写‘Ｓ’；ＲＥＱ一发送数据触发位，上升沿触发；ＬＡＤＤＲ—ＣＰ３４ｌ硬件组态中的起始逻辑地址；ＤＢ—ＮＯ一发送数据块号；ＤＢＢ—ＮＯ一发送数据起始地址；ＬＥＮ一发送数据长度；Ｒ—ＴＹＰ一‘ｘ’，必须是大写‘ｘ’。其余参数不用设置。在调用ＦＢ８（发送）功能块后，调用接收功能块ＦＢ７，建立背景数据块ＤＢ７，如图２所示。参数设置：ＬＡＤＤＲ—ＣＰ３４１硬件组态中的起始逻辑地址；ＤＢ—ＮＯ一接收数据块号；ＤＢＢ—ＮＯ一接收数据写入接收数据块的起始地址。万方数据・９１・“ＰＳＮＤＲＫ”ＥＮＤＯＮＥ‘Ｓ’一ＳＦ—ＥＲＲＯＲＭ２０．Ｏ一ＳＴＡＴＵＳＳＴＡＴＵＳＲ２５６——ＬＡＤＤＲｌ一ＤＢＮ００—ＤＢＢＮＯ６一ＬＥＮＲＣＰＵＮＯ‘Ｘ’一ＲＴＹＰＲＮＯＲＯＦＦＳＥＴＲＣＦＢＹＴＲＣＦＢＩＴ图１ＯＢｌ中调用ＦＢ８功能块图２ＯＢｌ中调用ＦＢ７功能块（３）设计定时触发程序。发送数据功能块Ｆ８是通过ＲＥＱ上升沿触发，所以在调用聃之前，应先设计一个定时触发程序，周期性定时产生上升沿脉冲，接收功能块的ＥＮ—Ｒ始终置为１。３．２￥７－３００与多个设备通信￥７－３００与多个设备通信时，程序设计上不能简单地多次调用ＦＢ８和ＦＢ７功能块，因为从设备返回的数据信号是通过ＣＰ３４１同一个输入地址输入并且有延时，容易产生数据互窜现象。例如，如果第１个设备返回的数据还没到达ＰＬＣ时，就发送第２个设备的数据请求，这时，第１个设备返回的数据才到达被接收，而此时第２个设备的数据请求已发出，接收功能块的ＤＢ—ＮＯ已被置为第２个设备的接收数据块号，于是第１个设备的数据被写入到第２个设备的接收数据块中，造成接收数据互窜现象。为了防止该现象的发生，可采用轮循的方式进行，例如通过循环计数的方式实现轮循，其程序流程图如图３所示。采用循环计数方法，由计数器值作为设备地址。・９２・《测控技术））２０１３年第３２卷第１０期数器厂］厂］厂１２３ＲＥＱＥＮ—Ｒ接图４发送接收数据时序４图３通信轮循程序流程图结束语通过上述方法，很好地解决了多个设备与ｓ７—ＰＬＣ通信问题。目前有很多第三方设备都选用在程序设计中，设计一个计数器循环计数，例如轮循３个设备，计数器循环计数１，２，３，１，２，３，…，当计数器ｎ等于某个值时，将该值对应的设备发送数据块和接收功能块ＤＢ—ＮＯ参数预置，并产生一个发送脉冲，脉冲宽度应小于计数器值脉冲宽度，其上升沿触发发送功能块ＦＢ８，向设备发送数据。设备接收到ＰＬＣ发来的数据后，根据请求，向ＰＬＣ发送数据，ＰＬＣ接到数据后，将数据写入接收数据块ＤＢ２中。发送接收时序图如图４所示。３００ＲＴＵ通信协义，如果采用该方法与ｓ７—３００ＰＬＣ进行通信，简单可行，不需要中间转换环节，可方便地Ｍｏｄｂｕｓ建立数据通信连接，具有推广应用价值。参考文献：［１］姚福来，孙鹤旭，杨鹏．变频器、ＰＬＣ及组态软件实用技术速成教程［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１０．［２］孟华，刘娜，厉玉呜，等．化工仪表及自动化［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００９．［３］徐德，孙同景，陈桂友．可编程序控制器（ＰＬＣ）应用技术［Ｍ］．济南：山东科学技术出版社，２０００．［４］刘宝坤．计算机过程控制系统［Ｍ］．北京：机械工业出版社．２００５．口该方法可有效避免数据互窜现象，接收数据可靠，在程序设计时要注意调整好计数器和接收脉冲的宽度，计数器脉冲宽度应大于设备回传数据的延时时间，这可通过软件调试来确定。（上接第８９页）统能正确读取现场数据，做出指令动作。温度数据曲线如图８所示。性好、可靠性高，具有良好的人机交换界面，易于观察和控制，非常适合于智能楼宇监控领域，具有良好的应用价值。参考文献：［１］沈佳栋，唐明浩，章力．无线传感网在智能楼字系统中的：设鳢溪状套蠢裙历史｛Ｂ录应用［Ｃ］／／２００８系统仿真技术及其应用学术会议论文集．２００８：６５８—６６１．［２］郝真鸣，李跃峰，徐成杰，等．基于ＯＤＭＡ的校园无线视频监控系统［Ｊ］．河北大学学报（自然科学版），２０１１，３１（５）：５３８—５４３．［３］唐露新．传感与检测技术［Ｍ］．北京：科学出版社，２００６．［４］王恒，李勇，王泉，等．基于ＩＥＥＥ８０２．１ｌｂ和ＣＤＭＡ网的多路监控系统的设计与实现［Ｊ］．计算机技术与发展，图８温度数据曲线［５］２００８，１８（６）：１９２—１９４．张少军．短距离低功耗无线网络技术在建筑智能化中的应用［Ｊ］．电气应用，２０１０，２３（２９）：６０—６３．李馨荣．智能楼宇监控系统整体方案设计［Ｊ］．科技资讯，２００７（９）：６３—６４．５结束语［６］利用ＡＸ２２００１芯片为核心的无线监控系统，是一种具有成本优势的嵌入式网络解决方案，一方面克服了有线传输的缺点，更重要的是它有效克服了传统无线传输系统体积庞大、安装不方便的不足，而且其稳定万方数据［７］娄国强，徐元，刘吉星．基于ＺｉｇＢｅｅ技术的温湿度监测系统的设计［Ｊ］．ＰＬＣ＆ＦＡ，２０１０（６）：８９—９１．口