Modbus的應用及解決方案

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　　Modbus TCP/IP以太網具有很高的速度性能：響應時間小于10ms，目前可滿足工業控制中90%應用需求，其下一個實現目標是：響應時間小于1ms！
　　由于Modbus是制造業、基礎設施環境下真正的開放協議，故得到了工業界的廣泛支持，是事實上的工業標準。還由于其協議簡單、容易實施和高性價比，所以得到全球超過400個廠家的支持，使用的設備節點超過700萬個，有多達250個硬件廠商提供Modbus的兼容產品：如Ebtron公司的空氣流監測站；Acrison公司的重量進料控制器；DVT-Cognex公司的圖像識別傳感器；Flow-serve公司的流量控制器；Honeywell-Eurotherm公司的記錄儀；Ormec公司的運動控制器；GE Fanuc公司的PLC產品。另有多達150個軟件產品支持Modbus，如Matrikon公司的OPC產品。還有許多開發工具，如Ethereal-Cimetrics公司的協議分析儀；Ergotec公司的Java Beans(www.modbus.org)。

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本文引用地址：http://www.104case.com/article/157258.htm
　　本文介紹基于Modbus的應用及解決方案。

　　

　　施耐德電氣公司所提供的遠程終端設備(RTU)是一種工業應用的完整解決方案，主要應用于對遠程設備的狀態監控和數據采集，它以施耐德電氣公司PLC為基礎結合用戶需求(包括硬件和軟件)，完成所有精確控制和數據傳輸。此方案可用于多種苛刻的工業環境，如圖1。
　　通信協議采用Modbus，RTU在Modbus網絡中，可扮演主設備或從設備，也可按需要隨時交換主/從角色，速度為1200～19200波特率，8位或7位數據位，可選有/無校驗位，一位停止位。
　　通信接口和介質多種多樣，接口有RS-232/485/422多站方式，有線方式有直連線、租用電話線、公用電話線PSTN、局域以太網、廣域ISDN、ATM、FR和XDSL等，無線方式有射頻(RF)、紅外線、微波、擴頻和衛星(VSAT)等。因Modbus是面向消息(Message)的協議，故與接口和介質無關，幾乎可用所有介質傳輸，在國內的應用也已涵蓋了上述方式。
　　例外報告可通過標準功能XMIT來實現，完成從設備轉換和例外信息的及時發送。整個RTU設備可緊湊地裝于NEMA12防銹鋼柜或NEMA4X玻璃纖維柜內。電源可選：85～264VAC；24V DC；105～370VDC。
　　
　　二 人機界面+可編程控制器+變頻調速器應用
　　

這是一種設備制造商(OEM)和傳統設備改造時經常使用的方案，典型配置如圖2。圖中人機界面(HMI)可以是圖形或文字的，一般文字型HMI比圖形的HMI要價格低廉。圖中的變頻器(VSD)只畫了一臺，實際上使用RS-485的多站總線，最多可連接31臺。PLC可按工藝要求，對變頻器速度進行控制。
　　完成上述方案的關鍵是需知道變頻器內部的命令字和各參數的寄存器號，以下以施耐德公司ATV58變頻器為例說明PLC如何操作變頻器：
　　命令字CMD(變頻器地址W400)
　　位15：1：簡單控制方式
　　位1：=0 串行連接無效
　　　　 =1串行連接有效
　　位7：=0
　　　　 =1 故障復位
　　位8：=0 激活串行連接控制
　　　　 =1 取消串行連接控制
　 位11：=0　　正轉
　　　　　=1　　反轉
　　位12：=0　　運行
　　　　　=1　　停止(減速停車)
　　位13：=0
　　　　　 =1　　直流注入停車
　　位14：=0
　　　　　=1　　快速停車 字串2
　　通過PLC的Modbus寫命令，把代碼發送到W400寄存器中，實現對變頻器的控制，舉例：
　　正轉運行 CMD=H‘8002’
　　頻率設定 W401 LFR
　　轉速設定 W603 LFRD
　　反轉運行 CMD=H‘8802’
　　頻率設定 W401LFR
　　轉速設定 W603 LFRD
　　減速停車
　　　　　　CMD=H‘9002’
　　直流注入停車
　　　　　　CMD=H‘A002’
　　快速停車CMD=H‘C002’
　　自由停車CMD=H‘8000’
　　因設備制造商對價格較敏感，所以也有把上述標準配置進行簡化的版本，如圖3，控制和操作原理基本相同。