鬆下PLC通過MODBUS總線控製LEXIUM 05伺服
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引言
現代工業自動控製係統朝智能化、網wang絡luo化hua和he開kai放fang式shi結jie構gou的de方fang向xiang發fa展zhan。利li用yong現xian場chang總zong線xian技ji術shu，將jiang符fu合he同tong一yi標biao準zhun的de各ge種zhong智zhi能neng設she備bei統tong一yi起qi來lai，徹che底di實shi現xian整zheng個ge監jian測ce係xi統tong的de分fen散san控kong製zhi，將jiang提ti高gao係xi統tong集ji成cheng度du和he數shu據ju傳chuan輸shu效xiao率lv、延yan長chang有you效xiao控kong製zhi距ju離li，並bing有you利li於yu提ti高gao係xi統tong抗kang幹gan擾rao性xing能neng和he擴kuo展zhan係xi統tong功gong能neng。在zai運yun動dong控kong製zhi中zhong，伺si服fu電dian機ji以yi其qi響xiang應ying速su度du快kuai，控kong製zhi精jing準zhun等deng優you點dian以yi被bei更geng多duo的de客ke戶hu所suo選xuan用yong。如ru果guo把ba總zong線xian通tong信xin與yu伺si服fu控kong製zhi技ji術shu統tong一yi起qi來lai，將jiang推tui動dong運yun動dong控kong製zhi技ji術shu以yi及ji設she備bei遠yuan程cheng監jian控kong技ji術shu的de發fa展zhan。MODBUS作為一種通用的現場總線，已經得到很廣泛的應用，很多廠商PLC、智能I/O與A/D模塊具備MODBUS通訊接口。本文在闡述MODBUS通信協議的基礎上，構建了基於MODBUS的伺服電機運動控製。
1 MODBUS總線控係統的技術特征
MODBUStongxunxieyishiyizhonggongyexianchangzongxiantongxunxieyi，tadingyideshiyizhongshebeikongzhiqikeyishibieheshiyongdexinxizhenjiegou，duliyuwulicengjiezhi，keyichengzaiyuduozhongwangluoleixingzhong。MODBUS協議把通信參與者規定為“主站”（Master）和“從站”（Slave），數據和信息的通信遵從主/從模式，當它應用於標準MODBUS網絡時，信息被直接傳送。MODBUS總線網絡中的各個智能設備通過異步串行總線連接起來，隻允許一個控製器作為主站，其餘智能設備作為從站。采用命令/應答的通信方式，主站發出請求，從站應答請求並送回數據或狀態信息，從站不能夠自己發送信息。MODBUS協(xie)議(yi)定(ding)義(yi)的(de)各(ge)種(zhong)信(xin)息(xi)幀(zhen)格(ge)式(shi)，描(miao)述(shu)了(le)主(zhu)站(zhan)控(kong)製(zhi)器(qi)訪(fang)問(wen)從(cong)站(zhan)設(she)備(bei)的(de)過(guo)程(cheng)，規(gui)定(ding)從(cong)站(zhan)怎(zen)樣(yang)做(zuo)出(chu)應(ying)答(da)響(xiang)應(ying)，以(yi)及(ji)檢(jian)查(zha)和(he)報(bao)告(gao)傳(chuan)輸(shu)錯(cuo)誤(wu)等(deng)。網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)每(mei)個(ge)從(cong)設(she)備(bei)都(dou)必(bi)須(xu)分(fen)配(pei)給(gei)一(yi)個(ge)唯(wei)一(yi)的(de)地(di)址(zhi)，隻(zhi)有(you)符(fu)合(he)地(di)址(zhi)要(yao)求(qiu)的(de)從(cong)設(she)備(bei)才(cai)會(hui)響(xiang)應(ying)主(zhu)設(she)備(bei)發(fa)出(chu)的(de)命(ming)令(ling)。
由於MODBUS總線係統開發成本低，簡單易用，並且現在已有很多工控器、PLC、顯示屏等都具有MODBUS通信接口，所以它已經成為一種公認的通信標準。通過MODBUS總線，可以很方便地將不同廠商生產的控製設備連成工業網絡，進行集中監控。
MODBUS最初為PLC通信而設計，它通過24種總線命令實現PLC與外界的信息交換。這些總線命令對應的通信功能主要包括AI/AO、DI/DO的數據傳送。但不是很多MODBUS設備的控製隻使用其中的幾條命令，對其餘命令不做反應。
1.1 MODBUS通信格式
MODBUS協議定義了兩種傳輸模式，即RTU(Remote Terminal Unit)和ASCII。在RTU模式中，1字節的信息作為一個8位字符被發送，而在ASCII模式中則作為兩個ASCII字符被發送，如發送字符“20”時，采用RTU模式時為“00100000”，然而采用ASCII模式則成為“00110010”＋“00110000”（ASCII字符的“2”和“0”）。可見，發送同樣的數據時，RTU模式的效率大約為ASCII模式的兩倍。一般來說，數據量少而且主要是文本時采用ASCII；通信數據量大而且是二進製數值時，多采用RTU模式。
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數據格式： |
地址碼 |
功能碼 |
數據區 |
錯誤校檢 |
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數據長度： |
1字節 |
1字節 |
N字節 |
16位CRC碼（冗餘循環碼） |
主站一次可向一個或所有從站發送通信請求（或指令），主設備通過消息幀的地址域來選通從設備。主站發送的消息幀的內容和順序為：從站地址、功能碼、數據域（數據起始地址、數據量、數據內容）、CRC校驗碼；從站應答的信息內容和順序與主站信息幀基本相同。MODBUS除chu了le定ding義yi通tong信xin功gong能neng碼ma之zhi外wai，同tong時shi還hai定ding義yi了le出chu錯cuo碼ma，標biao誌zhi出chu錯cuo信xin息xi。主zhu站zhan接jie收shou到dao錯cuo誤wu碼ma後hou，根gen據ju錯cuo誤wu的de原yuan因yin采cai取qu相xiang應ying的de措cuo施shi。從cong站zhan應ying答da的de數shu據ju內nei容rong依yi據ju功gong能neng碼ma進jin行xing響xiang應ying，例li如ru功gong能neng代dai碼ma03要求讀取從站設備中保持寄存器的內容。
MODBUS部分功能碼
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功能碼 |
定 義 |
操 作（二進製） |
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02 |
讀開關量輸入 |
讀取一路或多路開關量狀態輸入數據 |
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01 |
讀開關量輸出 |
讀取一路或多路開關量輸出狀態數據 |
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03 |
讀寄存器數據 |
讀取一個或多個寄存器的數據 |
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05 |
寫開關量輸出 |
控製一路繼電器“合/分”輸出 |
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06 |
寫單路寄存器 |
把一組二進製數據寫入單個寄存器 |
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10 |
寫多路寄存器 |
把多組二進製數據寫入多個寄存器 |
1.2 CRC校驗的實現
MODBUS通信的RTU模式中，規定信息幀的最後兩個字節用於傳遞CRC（Cyclic Redundancy Check，循環冗餘校驗）碼。發送方將信息幀中地址域、功能碼、數據域的所有字節按規定的方式進行位移並進行XOR（異或）計算，即可得到2字節的CRC碼，並把包含CRC校驗碼的信息幀作為一連續的流進行傳輸。接收方在收到該信息幀時按同樣的方式進行計算，並將結果同收到的CRC碼的雙字節比較，如果一致就認為通信正確，否則認為通信有誤，從站將發送CRC錯誤應答。
RTU模式一般采用CRC-16冗餘校驗方法，CRC-16的校驗碼為16位（2字節），其中低字節在前，高字節在後。實現CRC校驗有兩種方法：根據CRC校驗的定義公式進行計算，或者在程序中建立CRC校驗值表。在程序中使用前者更容易實現，這裏需要使用CRC生成多項式X16＋X15＋X2＋1。該多項式對應的碼組係數為18005H（16進製），去除最高位，對應的16位餘數為8005H，即為CRC-16常數。CRC-16校驗過程如下：將CRC寄存器的每一位預置為1；把該寄存器值與8bit的信息幀數據進行異或，結果存於該寄存器；對CRC寄存器從高到低進行移位，在最高位（MSB）的位置補零，而最低位（LSB，移位後已經被移出CRC寄存器）如果為1，則把寄存器與CRC-16常數進行異或，否則如果LSB為零，則無需進行異或。重複上述的由高至低的移位8次，第一個8bit數據處理完畢，用此時寄存器的值與下一個8bit數據異或並進行如前一樣的8次移位。所有的字符處理完成後CRC寄存器內的值即為最終的CRC值。CRC添加到消息中時，先加入低字節，然後高字節。
1.3 鏈路特征
MODBUS標準的物理層可以采用RS-232串行通信方式，但在長距離通信中常采用RS-422或RS-485代替。在多點通信情況下隻采用RS-485方式，所以RTU模式下的MODBUS係統采用屏蔽雙絞線，通信距離可達1000m。一條總線上最多可配置31gecongzhanshebei。chuanshuxianshangdexinxijiaohuanshibanshuanggongde，jitongshizhinengyouyitaishebeiyunxufasongxinxi，zhuzhanzaifasongxiayitiaozhilingzhiqiandengdaicongzhanhuiying，congerbimianlexianludechongtu。
RTU模式的傳輸格式是1個數據位，2個停止位，沒有奇偶校驗位。通信數據安全由控製參數CRC-16碼保證。RTU接收設備依靠接收字符間經過的時間判斷一幀的開始，如果經過3個半的字符時間後仍然沒有新的字符或者沒有完成幀，接收設備就會放棄該幀，並設下一個字符為新一幀的開始。
2 鬆下PLC MODBUS控製的實現
鬆下PLC支持modbus協議，隻需要在選項、PLC係統寄存器設置、COM1口設置中站號設成1，通訊模式設為MODBUS RTU，通訊速率和通訊格式與05驅動器的設置保持一致。設置完成後可通過F145 SEND指令實現與05的通訊。
例：
F0 MV ， H2 ，DT10 （發送2個字節）
F0 MV ， H1002 ，DT11 （通過1號COM口向2號站發數據）
F145 SEND， DT10 ，DT4 ，DT0 ，K1282
（把DT4，DT5的兩個字節通過COM1發送到2號站的K1282地址）
3 施耐德05A伺服驅動器的配置
首先過驅動器的HMI麵板把控製方式設為modbus模式，把波特率、通訊格式設置成與PLC一致。
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狀 態：
離線
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