lc課程設(shè)計(jì)word版(已修改)
2025-06-23 14:22 本頁(yè)面
【正文】 電氣工程及其自動(dòng)化 課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí) 1 班 24 號(hào) 劉文亮 2 通信協(xié)議及傳輸模式 Modbus 通信 協(xié)議簡(jiǎn)介 Modbus 是由 Modicon（現(xiàn)為施耐德電氣公司的一個(gè)品牌）在 1979年發(fā)明的，是全球第一個(gè)真正用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線 協(xié)議 。為更好地普及和推動(dòng) Modbus 在基于以太網(wǎng) 上的 分布式應(yīng)用 ，目前施耐德公司已將 Modbus 協(xié)議 的所有權(quán)移交給 IDA（ Interface for Distributed Automation，分布式自動(dòng)化接口）組織，并成立了 ModbusIDA 組織，為 Modbus 今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在中國(guó)， Modbus 已 經(jīng)成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T195822021。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：截止到 2021 年， Modbus 的 節(jié)點(diǎn) 安裝數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了 1000 萬(wàn)個(gè)。 Modbus 協(xié)議 是應(yīng)用于 電子控制器 上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議， 控制器 相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如 以太網(wǎng) ）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成 工業(yè)網(wǎng)絡(luò) ，進(jìn)行集中監(jiān)控。此 協(xié)議 定義了一個(gè) 控制器 能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一 控制器 請(qǐng)求訪問(wèn)其它設(shè)備的過(guò)程，如何回應(yīng)來(lái)自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。 當(dāng)在 Modbus 網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，此 協(xié)議 決定了每個(gè) 控制器 須要知道它們的設(shè)備地址，識(shí)別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應(yīng)， 控制器 將生成反饋信息并用 Modbus 協(xié)議 發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò)上，包含了 Modbus 協(xié)議 的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯(cuò)誤檢測(cè)的方法。 傳輸模式 控制器 能設(shè)置為兩種傳輸模式（ ASCII 或 RTU）中的任何一種在標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus網(wǎng)絡(luò)通信。用戶選擇想要的模式，包括 串口通信 參數(shù)（ 波特率 、校驗(yàn)方式等），在配置每個(gè) 控制器 的時(shí)候，在一個(gè) Modbus 網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。 所選的 ASCII 或 RTU方式僅適用于標(biāo) 準(zhǔn)的 Modbus 網(wǎng)絡(luò)，它定義了在這些網(wǎng)絡(luò)上連續(xù)傳輸?shù)南⒍蔚拿恳晃?，以及決定怎樣將信息打包成消息域和如何解碼。 在其它網(wǎng)絡(luò)上（象 MAP 和 Modbus Plus） Modbus 消息被轉(zhuǎn)成與串行傳輸無(wú)關(guān)的幀。 電氣工程及其自動(dòng)化 課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí) 1 班 24 號(hào) 劉文亮 3 ASCII模式 當(dāng) 控制器 設(shè)為在 Modbus 網(wǎng)絡(luò)上以 ASCII（ 美國(guó) 標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個(gè) 8Bit字節(jié)都作為一個(gè) ASCII 碼（兩個(gè)十六進(jìn)制字符）發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是字符發(fā)送的時(shí)間間隔可達(dá)到 1 秒而不產(chǎn)生錯(cuò)誤。 代碼系統(tǒng) 為： 十六進(jìn)制， ASCII 字符 0...9,A...F ， 消息中的每個(gè) ASCII 字符都是一個(gè)十六進(jìn)制字符組成 。 每個(gè)字節(jié)的位 為： 1 個(gè)起始位 ； 7 個(gè) 數(shù)據(jù)位 ，最小的有效位先發(fā)送 ； 1 個(gè) 奇偶校驗(yàn)位 ，無(wú)校驗(yàn)則無(wú) ； 1 個(gè)停止位（有校驗(yàn)時(shí)）， 2 個(gè) Bit（無(wú)校驗(yàn)時(shí)） 。 錯(cuò)誤檢測(cè)域 為： LRC(縱向冗長(zhǎng)檢測(cè) )。 RTU 模式 MODBUS 協(xié)議在一根通訊線上使用主從應(yīng)答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨(dú)的通訊線上信號(hào)沿著相反的 兩個(gè)方向傳輸。首先，主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)唯一的終端設(shè)備（從機(jī)），然后，終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)以相反的方向傳輸給主機(jī)。 Modbus 協(xié)議只允許在主機(jī)（ PC， PLC 等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。 當(dāng)控制器設(shè)為在 Modbus 網(wǎng)絡(luò)上以 RTU（遠(yuǎn)程終端單元）模式通信，在消息中的每個(gè) 8Bit 字節(jié)包含兩個(gè) 4Bit 的十六進(jìn)制字符。這
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