在了解了Modbus通信的基本格式后，本期將通過仿真的方式實現Modbus RTU通信協議在三菱FX3U PLC上的應用。

指令介紹

一、軟件準備

• 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指令是在執行串口通信時用來接收和發送數據的指令，使用該指令時需要在PLC上插入FX3U-485-BD通信模塊。

1）基本格式

 

其中m（發生數據的個數）和n（接收數據的個數）需要根據外部設備的報文格式指令，不能隨便設置。

2）示例

 

X0： RS指令觸發條件，當X0位ON時RS指令進入發送或接收數據的等待狀態。

D10： 發送數據的起始寄存器。

K8： 發送數據的個數，表示每次發送D10～D17范圍內八個寄存器的數據。

D20： 接收數據的起始寄存器。

K7： 接收數據的個數，表示將外部設備返回的數據存入D20～D26范圍內的七個寄存器里。

三、特殊輔助繼電器

1）M8161 數據處理位數標志繼電器

當M8161=OFF時處理16位數據。

 

當M8161=ON時處理低8位數據。

 

2）M8122 數據發送標志繼電器

當RS指令處于發送或接收數據的等待狀態時置位M8122，此時RS指令中發送數據寄存器里的數據將會被發送給外部設備。數據發送完成后系統會自動復位M8122，不能使用程序對其進行復位操作。

 

3）M8123 數據接收標志繼電器

RS指令將數據發送完成后，進入接收數據狀態。此時M8123被置位為ON，并對接收到的數據進行處理，數據處理完成后需要將M8123復位為OFF，否則無法接收下一輪的數據。

 

四、通信參數設置

通信參數既可以在PLC系統設置中直接設置，也可以通過改變D8120的值進行設置，兩種設置方式任選一種即可（本文主要介紹通過D8120進行設置）。

1）直接設置

依次單擊參數列表中的“PLC參數”→“PLC系統設置2” →勾選“進行通信設置”，然后根據實際需求設置通信參數，設置完成并檢查無誤后單擊“設置結束”按鈕保存設置。

 

2）通過D8120設置

根據下表給定的參數并結合實際需求設置b0～b15的值，并轉換成十六進制數傳送給D8120，實現通信參數設置。

 

3）示例

將通信參數設置按如下要求進行設置：數據長度為8位、偶校驗、停止位為1位、波特率為9600、無報頭報尾，控制線為無協議的RS-485接口。

 

編輯程序將參數傳入D8120。

 

五、CRC指令

CRC指令的作用是計算Modbus RTU通信報文的校驗碼。

 

在低8位模式下（M8161=ON），當X0為ON時CRC指令計算出D10～D15六個寄存器產生的效驗碼，并將計算結果的高八位存入D16，低八位存入D17。

指令運用

一、項目要求

按下X0按鈕讀取1號從站保持寄存器40000的值，按下X1將100寫入1號從站保持寄存器40002中，通信參數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設置為處理低8位數據模式（M8161=ON），將通信參數傳入特殊寄存器D8120以及復位程序中用到的寄存器。

 

2）添加RS指令

如果每次處理的數據長度一致，那么只需添加一次RS指，并且讓RS指令一直處于等待發送或接收數據狀。

發送或接收的數據長度需要根據外部設備的要求進行設置，此處外部設備為Modbus Slave，其報文格式與標準報文格式一致，所以此處發送和接收的數據長度分別為K8和K7。

 

3）編輯讀取程序

a）計算讀取程序報文

可以借助串口調試助手自動生成報文，其中84 0A為CRC校驗碼。

 

b）編輯報文傳送程序

當檢測到X0的上升沿時將生成的報文傳入用來發送數據的寄存器D10～D15中。

報文需要用十六進制表示。

 

c）添加CRC指令

CRC指令將根據前六個報文計算出校驗碼，并將結果的高八位存入D16，低八位存入D17。

 

由于仿真中CRC指令時好時壞，所以本項目不使用CRC指令，而是將校驗碼直接傳入D16和D17。

 

d）發送數據

當檢測到X0的下降沿時置位M8122完成數據的發送。

 

e）接收并處理讀取回來的數據

從站返回的數據如同所示，通過分析報文可得從站返回的數據高八位和低八位分別儲存在D23和D24中。

 

 

通過計算把D23和D24的數據合并，然后存放到D31中。

 

4）編輯寫入程序

a）編輯報文傳送程序

參照讀取程序的編輯方式。

 

 

 

b)發送數據

 

c)接收數據

由于不需要接收從站返回的數據所以直接復位M8123。

 

仿真環境配置

一、添加虛擬串口

需要添加兩對虛擬串口，一對用來實現GX works2和凌一PLC仿真器的連接，另一對用實現凌一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下載口和開啟擴展通信，并讓PLC處于運行狀態。

 

三、配置GX works2

其配置方式與連接實體PLC時的方式一致，主要選擇端口號。設置完成后單擊“通信測試”，測試成功后單擊“確定”保存設置，并將程序下載到仿真器中。

 

四、配置Modbus Slave

1) 配置Modbus Slave連接

連接參數需要與D8120中的通信參數保持一致。
 

2）配置Modbus Slave從站功能

如圖所示設置從站功能，并修改寄存器40000的值。

 

五、仿真演示

配置好仿真環境后，將程序下載到仿真器中，并進入監視狀態。

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設置的值一致。

 

2）寫入演示

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

 

六、程序整體瀏覽