Modbus的應用及解決方案

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　　Modbus TCP/IP以太網具有很高的速度性能：響應時間小于10ms，目前可滿足工業(yè)控制中90%應用需求，其下一個實現(xiàn)目標是：響應時間小于1ms！
　　由于Modbus是制造業(yè)、基礎設施環(huán)境下真正的開放協(xié)議，故得到了工業(yè)界的廣泛支持，是事實上的工業(yè)標準。還由于其協(xié)議簡單、容易實施和高性價比，所以得到全球超過400個廠家的支持，使用的設備節(jié)點超過700萬個，有多達250個硬件廠商提供Modbus的兼容產品：如Ebtron公司的空氣流監(jiān)測站；Acrison公司的重量進料控制器；DVT-Cognex公司的圖像識別傳感器；Flow-serve公司的流量控制器；Honeywell-Eurotherm公司的記錄儀；Ormec公司的運動控制器；GE Fanuc公司的PLC產品。另有多達150個軟件產品支持Modbus，如Matrikon公司的OPC產品。還有許多開發(fā)工具，如Ethereal-Cimetrics公司的協(xié)議分析儀；Ergotec公司的Java Beans(www.modbus.org)。

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本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/157258.htm
　　本文介紹基于Modbus的應用及解決方案。

　　

　　施耐德電氣公司所提供的遠程終端設備(RTU)是一種工業(yè)應用的完整解決方案，主要應用于對遠程設備的狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據采集，它以施耐德電氣公司PLC為基礎結合用戶需求(包括硬件和軟件)，完成所有精確控制和數(shù)據傳輸。此方案可用于多種苛刻的工業(yè)環(huán)境，如圖1。
　　通信協(xié)議采用Modbus，RTU在Modbus網絡中，可扮演主設備或從設備，也可按需要隨時交換主/從角色，速度為1200～19200波特率，8位或7位數(shù)據位，可選有/無校驗位，一位停止位。
　　通信接口和介質多種多樣，接口有RS-232/485/422多站方式，有線方式有直連線、租用電話線、公用電話線PSTN、局域以太網、廣域ISDN、ATM、FR和XDSL等，無線方式有射頻(RF)、紅外線、微波、擴頻和衛(wèi)星(VSAT)等。因Modbus是面向消息(Message)的協(xié)議，故與接口和介質無關，幾乎可用所有介質傳輸，在國內的應用也已涵蓋了上述方式。
　　例外報告可通過標準功能XMIT來實現(xiàn)，完成從設備轉換和例外信息的及時發(fā)送。整個RTU設備可緊湊地裝于NEMA12防銹鋼柜或NEMA4X玻璃纖維柜內。電源可選：85～264VAC；24V DC；105～370VDC。
　　
　　二 人機界面+可編程控制器+變頻調速器應用
　　

這是一種設備制造商(OEM)和傳統(tǒng)設備改造時經常使用的方案，典型配置如圖2。圖中人機界面(HMI)可以是圖形或文字的，一般文字型HMI比圖形的HMI要價格低廉。圖中的變頻器(VSD)只畫了一臺，實際上使用RS-485的多站總線，最多可連接31臺。PLC可按工藝要求，對變頻器速度進行控制。
　　完成上述方案的關鍵是需知道變頻器內部的命令字和各參數(shù)的寄存器號，以下以施耐德公司ATV58變頻器為例說明PLC如何操作變頻器：
　　命令字CMD(變頻器地址W400)
　　位15：1：簡單控制方式
　　位1：=0 串行連接無效
　　　　 =1串行連接有效
　　位7：=0
　　　　 =1 故障復位
　　位8：=0 激活串行連接控制
　　　　 =1 取消串行連接控制
　 位11：=0　　正轉
　　　　　=1　　反轉
　　位12：=0　　運行
　　　　　=1　　停止(減速停車)
　　位13：=0
　　　　　 =1　　直流注入停車
　　位14：=0
　　　　　=1　　快速停車 字串2
　　通過PLC的Modbus寫命令，把代碼發(fā)送到W400寄存器中，實現(xiàn)對變頻器的控制，舉例：
　　正轉運行 CMD=H‘8002’
　　頻率設定 W401 LFR
　　轉速設定 W603 LFRD
　　反轉運行 CMD=H‘8802’
　　頻率設定 W401LFR
　　轉速設定 W603 LFRD
　　減速停車
　　　　　　CMD=H‘9002’
　　直流注入停車
　　　　　　CMD=H‘A002’
　　快速停車CMD=H‘C002’
　　自由停車CMD=H‘8000’
　　因設備制造商對價格較敏感，所以也有把上述標準配置進行簡化的版本，如圖3，控制和操作原理基本相同。