在了解了Modbus通信的基本格式后，本期將通過(guò)仿真的方式實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通信協(xié)議在三菱FX3U PLC上的應(yīng)用。

指令介紹

一、軟件準(zhǔn)備

• 虛擬串口工具
• Modbus Slave
• 凌一PLC仿真器
• GX works2編程軟件

二、RS指令

RS指令是在執(zhí)行串口通信時(shí)用來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的指令，使用該指令時(shí)需要在PLC上插入FX3U-485-BD通信模塊。

1）基本格式

 

其中m（發(fā)生數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)）和n（接收數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)）需要根據(jù)外部設(shè)備的報(bào)文格式指令，不能隨便設(shè)置。

2）示例

 

X0： RS指令觸發(fā)條件，當(dāng)X0位ON時(shí)RS指令進(jìn)入發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的等待狀態(tài)。

D10： 發(fā)送數(shù)據(jù)的起始寄存器。

K8： 發(fā)送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，表示每次發(fā)送D10～D17范圍內(nèi)八個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)。

D20： 接收數(shù)據(jù)的起始寄存器。

K7： 接收數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，表示將外部設(shè)備返回的數(shù)據(jù)存入D20～D26范圍內(nèi)的七個(gè)寄存器里。

三、特殊輔助繼電器

1）M8161 數(shù)據(jù)處理位數(shù)標(biāo)志繼電器

當(dāng)M8161=OFF時(shí)處理16位數(shù)據(jù)。

 

當(dāng)M8161=ON時(shí)處理低8位數(shù)據(jù)。

 

2）M8122 數(shù)據(jù)發(fā)送標(biāo)志繼電器

當(dāng)RS指令處于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的等待狀態(tài)時(shí)置位M8122，此時(shí)RS指令中發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器里的數(shù)據(jù)將會(huì)被發(fā)送給外部設(shè)備。數(shù)據(jù)發(fā)送完成后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)復(fù)位M8122，不能使用程序?qū)ζ溥M(jìn)行復(fù)位操作。

 

3）M8123 數(shù)據(jù)接收標(biāo)志繼電器

RS指令將數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，進(jìn)入接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。此時(shí)M8123被置位為ON，并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)處理完成后需要將M8123復(fù)位為OFF，否則無(wú)法接收下一輪的數(shù)據(jù)。

 

四、通信參數(shù)設(shè)置

通信參數(shù)既可以在PLC系統(tǒng)設(shè)置中直接設(shè)置，也可以通過(guò)改變D8120的值進(jìn)行設(shè)置，兩種設(shè)置方式任選一種即可（本文主要介紹通過(guò)D8120進(jìn)行設(shè)置）。

1）直接設(shè)置

依次單擊參數(shù)列表中的“PLC參數(shù)”→“PLC系統(tǒng)設(shè)置2” →勾選“進(jìn)行通信設(shè)置”，然后根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置通信參數(shù)，設(shè)置完成并檢查無(wú)誤后單擊“設(shè)置結(jié)束”按鈕保存設(shè)置。

 

2）通過(guò)D8120設(shè)置

根據(jù)下表給定的參數(shù)并結(jié)合實(shí)際需求設(shè)置b0～b15的值，并轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)傳送給D8120，實(shí)現(xiàn)通信參數(shù)設(shè)置。

 

3）示例

將通信參數(shù)設(shè)置按如下要求進(jìn)行設(shè)置：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位、偶校驗(yàn)、停止位為1位、波特率為9600、無(wú)報(bào)頭報(bào)尾，控制線為無(wú)協(xié)議的RS-485接口。

 

編輯程序?qū)�參�?shù)傳入D8120。

 

五、CRC指令

CRC指令的作用是計(jì)算Modbus RTU通信報(bào)文的校驗(yàn)碼。

 

在低8位模式下（M8161=ON），當(dāng)X0為ON時(shí)CRC指令計(jì)算出D10～D15六個(gè)寄存器產(chǎn)生的效驗(yàn)碼，并將計(jì)算結(jié)果的高八位存入D16，低八位存入D17。

指令運(yùn)用

一、項(xiàng)目要求

按下X0按鈕讀取1號(hào)從站保持寄存器40000的值，按下X1將100寫(xiě)入1號(hào)從站保持寄存器40002中，通信參數(shù)與上文示例中保持一致。

二、編輯程序

1）初始化

在初始化程序中需要將M8161設(shè)置為處理低8位數(shù)據(jù)模式（M8161=ON），將通信參數(shù)傳入特殊寄存器D8120以及復(fù)位程序中用到的寄存器。

 

2）添加RS指令

如果每次處理的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度一致，那么只需添加一次RS指，并且讓RS指令一直處于等待發(fā)送或接收數(shù)據(jù)狀。

發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度需要根據(jù)外部設(shè)備的要求進(jìn)行設(shè)置，此處外部設(shè)備為Modbus Slave，其報(bào)文格式與標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文格式一致，所以此處發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度分別為K8和K7。

 

3）編輯讀取程序

a）計(jì)算讀取程序報(bào)文

可以借助串口調(diào)試助手自動(dòng)生成報(bào)文，其中84 0A為CRC校驗(yàn)碼。

 

b）編輯報(bào)文傳送程序

當(dāng)檢測(cè)到X0的上升沿時(shí)將生成的報(bào)文傳入用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的寄存器D10～D15中。

報(bào)文需要用十六進(jìn)制表示。

 

c）添加CRC指令

CRC指令將根據(jù)前六個(gè)報(bào)文計(jì)算出校驗(yàn)碼，并將結(jié)果的高八位存入D16，低八位存入D17。

 

由于仿真中CRC指令時(shí)好時(shí)壞，所以本項(xiàng)目不使用CRC指令，而是將校驗(yàn)碼直接傳入D16和D17。

 

d）發(fā)送數(shù)據(jù)

當(dāng)檢測(cè)到X0的下降沿時(shí)置位M8122完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。

 

e）接收并處理讀取回來(lái)的數(shù)據(jù)

從站返回的數(shù)據(jù)如同所示，通過(guò)分析報(bào)文可得從站返回的數(shù)據(jù)高八位和低八位分別儲(chǔ)存在D23和D24中。

 

 

通過(guò)計(jì)算把D23和D24的數(shù)據(jù)合并，然后存放到D31中。

 

4）編輯寫(xiě)入程序

a）編輯報(bào)文傳送程序

參照讀取程序的編輯方式。

 

 

 

b)發(fā)送數(shù)據(jù)

 

c)接收數(shù)據(jù)

由于不需要接收從站返回的數(shù)據(jù)所以直接復(fù)位M8123。

 

仿真環(huán)境配置

一、添加虛擬串口

需要添加兩對(duì)虛擬串口，一對(duì)用來(lái)實(shí)現(xiàn)GX works2和凌一PLC仿真器的連接，另一對(duì)用實(shí)現(xiàn)凌一PLC仿真器和Modbus Slave的連接

 

二、配置凌一仿真器

配置完成后需要打開(kāi)下載口和開(kāi)啟擴(kuò)展通信，并讓PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。

 

三、配置GX works2

其配置方式與連接實(shí)體PLC時(shí)的方式一致，主要選擇端口號(hào)。設(shè)置完成后單擊“通信測(cè)試”，測(cè)試成功后單擊“確定”保存設(shè)置，并將程序下載到仿真器中。

 

四、配置Modbus Slave

1) 配置Modbus Slave連接

連接參數(shù)需要與D8120中的通信參數(shù)保持一致。
 

2）配置Modbus Slave從站功能

如圖所示設(shè)置從站功能，并修改寄存器40000的值。

 

五、仿真演示

配置好仿真環(huán)境后，將程序下載到仿真器中，并進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)。

1）讀取演示

單擊仿真器中的X0按鈕，觀察D31的值是否與Modbus Slave中保持寄存器40000設(shè)置的值一致。

 

2）寫(xiě)入演示

單擊仿真器中的X1按鈕，觀察100是否被寫(xiě)入到從站的保持寄存器40002中。

 

六、程序整體瀏覽