3_modbus現(xiàn)場總線

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1、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)主講教師：王振力第3章Modbus現(xiàn)場總線3.1Modbus概述3.2Modbus物理層3.3Modbus串行鏈路層標準3.4臺達工業(yè)自動化設(shè)備3.5Modbus系統(tǒng)組態(tài)3.1Modbus概述一、Modbus發(fā)展歷史Modicon公司提出的通信規(guī)約。Modicon公司被施耐德電氣公司收購。施耐德將Modbus協(xié)議的所有權(quán)移交給IDA，成立了Modbus-IDA組織。Modbus-RTPS成為實時以太網(wǎng)標準IEC61784-2。Modbus已經(jīng)成為國家標準GB/T19582-2008。3.1Modbus概述二、Modbus特點標準、開放用戶可以免費、放心地使用Modbus協(xié)議。

2、靈活支持多種物理層標準，如RS-232、RS-485、以太網(wǎng)等。簡單Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。3.1Modbus概述三、Modbus通信模型Modbus協(xié)議規(guī)范的核心是應(yīng)用層標準。物理層、數(shù)據(jù)鏈路層可靈活選擇3.1Modbus概述四、通用Modbus幀Modbus協(xié)議定義了一個與基礎(chǔ)通信層無關(guān)的簡單協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDA），特定總線或網(wǎng)絡(luò)上的Modbus協(xié)議映射能夠在應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（ADU）上引入一些附加字段。3.1Modbus概述五、Modbus通信原理Modbus是一種簡單的客戶機/服務(wù)器型應(yīng)用協(xié)議。3.1Modbus概述五、Modbus通信原理客戶機向服務(wù)器發(fā)請求，服務(wù)

3、器分析并處理客戶機的請求后返回響應(yīng)；1個主站（客戶機），最多247個從站（服務(wù)器）；可以采用單播模式和廣播模式（0地址）；產(chǎn)生錯誤，服務(wù)器返回通信異常碼。3.2Modbus物理層一、RS-232接口標準美國電子工業(yè)協(xié)會EIA（ElectronicIndustryAssociation）信號標準3.2Modbus物理層電氣特性在TXD和RXD上：邏輯1（MARK）=-3V～-15V邏輯0（SPACE）=+3～+15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V～+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓）=-3V～-15V3.2Modbus

4、物理層RS-232電平轉(zhuǎn)換器為了實現(xiàn)采用+5V供電的TTL和CMOS通信接口電路能與RS-232標準接口連接。必須進行串行口的輸入/輸出信號的電平轉(zhuǎn)換。目前常用的電平轉(zhuǎn)換器有MOTOROLA公司生產(chǎn)的MC1488驅(qū)動器、MC1489接收器TI公司的SN75188驅(qū)動器、SN75189接收器美國MAXIM公司生產(chǎn)的單一+5V電源供電、多路RS-232驅(qū)動器/接收器，如MAX232A。3.2Modbus物理層二、RS-485接口標準RS-485接口特點（1）雙線差分電氣信號（2）半雙工傳輸模式（3）最遠1200米通信距離（4）最快10Mbit/s通信速率（5）最大支持32個節(jié)點3.2Modb

5、us物理層RS-485的優(yōu)點（1）成本低（2）網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動能力強（3）通信距離遠（4）傳輸速率快3.2Modbus物理層RS-485收發(fā)器RS-485收發(fā)器種類較多，如MAXIM公司的MAX485，TI公司的SN75LBC184，高速型SN65ALS1176等。3.3Modbus串行鏈路層標準Modbus串行鏈路層標準就是通常所說的標準Modbus協(xié)議，它是Modbus協(xié)議在串行鏈路上的實現(xiàn)。Modbus串行鏈路層協(xié)議是一個主從協(xié)議，定義了一個控制器能夠識別使用的消息結(jié)構(gòu)。Modbus串行鏈路層協(xié)議定義了各種數(shù)據(jù)幀格式，用以描述控制器請求訪問其他設(shè)備的過程，如何響應(yīng)來自其他設(shè)備的請求，以及怎

6、樣偵測錯誤并記錄。3.3Modbus串行鏈路層標準一、Modbus的傳輸模式ASCII模式異步串行通信傳送ASCII字符；字符間的時間間隔不能超過1秒；幀結(jié)構(gòu)3.3Modbus串行鏈路層標準RTU模式異步串行通信傳送十六進制數(shù)；幀間的停頓時間要超過3.5個字符時間；字符間的時間間隔不能超過1.5個字符時間；幀結(jié)構(gòu)3.3Modbus串行鏈路層標準地址域地址范圍：1~247，0為廣播地址。功能代碼域功能代碼范圍：1~255（01H~FFH）。數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域數(shù)值范圍：01H~FFH；根據(jù)功能代碼不同數(shù)據(jù)具有寄存器地址、數(shù)據(jù)長度、讀寫數(shù)據(jù)等不同意義。3.3Modbus串行鏈路層標準二、Modbus

7、的差錯驗碼奇偶校驗LRC檢測CRC檢測3.3Modbus串行鏈路層標準三、Modbus功能碼（1）公共功能碼被Modbus-IDA組織確切定義的、唯一的功能碼。（2）用戶定義功能碼用戶無需Modbus-IDA組織的任何批準，就可以選擇和實現(xiàn)的功能碼。（3）保留功能碼某些公司在傳統(tǒng)產(chǎn)品上現(xiàn)行使用的功能碼。3.3Modbus串行鏈路層標準常用功能代碼3.3Modbus串行鏈路層標準四、Modbus協(xié)議編程實現(xiàn)3.4臺達工業(yè)自動化設(shè)備一、