大家看到标题以为我要讲ModbusTCP吧,不是的,我这里要讲的是使用PLC的开放式通信连接串口服务器进而与ModbusRTU的从站通信。
好处有哪些:
1、可为PLC增加串口。通常1200PLC最多可以装4个串口(1个信号板3个通信模块)。若是使用串口服务器,可同时与8个串口建立起开放式连接进行通信,如果分时可建立的串口通信数量是非常可观的。1500可以同时建立更多的开放式连接,如:256个。
2、经济性。将1200的四个串口选购齐全了价格挺高的,这时选一个多口的串口服务器会比较经济。有朋友会说配ModbusTCP转ModbusRTU网关也可以,确实是这样的,但网关还是比串口服务器价格高。
下面以moxa串口服务器为例,讲述通信的实现。
对moxa串口服务中最重要的是串口的操作模式,上图:
这里注意三个设置
1、操作模式:我们这里要给串口选择TCP Server操作模式
2、TCP端口号:这个端号对应相应的串口,记下来,编程时需要用到
3、强制传输:这个功能是指将串口接收到的数据存储到TCP/IP的缓存区中 ,当间隔时间到达Force Transmit设定的时间时,才发送到网口上。这里主要是为了让从站返回的数据形成一个数据帧。这个可以使用250ms,也可以短一点,前提是你得知道你通信的数据帧大小,并根据速率计算出来。
串口服务器的其它设置,请根据实际情况进行设置。
如果使用的是其它品牌的串口服务器,如:周立功,可能没有设置强制传输时间这一项,但其有根据最后一个字节后延时时间来判断一个数据帧的结束。
下面讲讲PLC方面的程序
一、 概述
本文描述的程序文件可以在西门子1200、1500PLC通过开放式通信连接串口服务器实现MODBUS RTU 主站通信。
本程序特点:
1. 实现MODBUS RTU 功能号1、2、3、4、5、6、15、16。
2. 支持单台CPU下多台串口服务器,一个串口使用一套程序,互不干扰。
3. 可单条或多条 轮询指令 离线,即从站掉电,可手动让其离线,减少轮询时间。
4. 可控制每条指令间的时间间隔。
5. 程序量再大也不必担心CPU扫描时间,因为未运行的指令会跳过。
6. 每条指令单独返回错误信息。
7. 不必担心程序块和数据块多,支持多重背景。
8. 程序组态直观,简单,方便,灵活。
9. 无需要配置开放式连接参数,指令内集成通信配置指令,发送和接收配置指令,外部只需简单参数即可。
二、 硬件网络施工
关于通信网络施工,尽量选择西门子485紫皮电缆,你胡弄网络,网络就胡弄你,所以质量可靠的硬件是保证通信正常的前提。若通信线路过长,请使用RS485中继器,但请不要西门子RS485中继器,因为不支持MODBUS通信。具体接线方式请查阅相关资料。网线也尽量选用西门子的,这样问题少。
三、 程序说明及使用方法
1. 您得到的程序如图:
这是由TIA V16归档后文件,打开TIA V16后,打开此文件,会提示新建文件夹,恢复后会看到项目已经打开。
2. 程序工作原理
3. 程序块功能说明:
MBrtuOnIEMaster1500PointerDB1:用户数据块。非优化数据块。可以是单个数据块,也可以是多个数据块。从站返回的数据保存在这个数据里,向从站写入的数据也在这个数据块里。
MBrtuOnIEMaster1500BufferDB1:缓冲区数据块。非优化数据块一个缓冲区数据块对应一个串口。将要发送的数据在这里进行校验操作,接收回的数据同样在这里校验操作。
MBrtuOnIEMaster1500Msg:主站轮询指令功能块。可以单个块运行,也可以多个块轮流运行。根据输入参数决定把哪些用户数据放入缓冲区数据块,再将从站返回数据放回用户数据块。注意:同一时刻只允许一个主站轮询指令工作,否同返回9006错误。
MBrtuOnIEMaster1500Crtl:主站通信控制功能块。一个通信控制功能块对应一个串口。主要功能为发送和接收与从站的通信的报文。
4. 功能块参数说明
MBrtuOnIEMaster1500Crtl
名称 | 类型 | 数据类型 | 说明 | 允许值,说明 |
iCpuHWID | Input | HW_SUBMODULE | CPU硬件标识符 设备组态》CPU》系统常数》名称:Local类型:Hw_SubModule的硬件标识符 |
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iOpenIEConActive | Input | Bool | 开放式通信激活 |
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iInterfaceId | Input | HW_ANY | TCON_IP_v4本地网络接口的硬件标识符(值范围:0 到 65535)。 |
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iID | Input | CONN_OUC | TCON_IP_v4引用该连接(取值范围:1 到 4095)。该参数将唯一确定 CPU 中的连接。指令“MB_CLIENT”的每个实例都必须使用唯一的 ID。 |
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iADDR1 | Input | USInt | 连接伙伴的 IP 地址,例如USint#192 |
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iADDR2 | Input | USInt | 连接伙伴的 IP 地址,例如USint#168 |
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iADDR3 | Input | USInt | 连接伙伴的 IP 地址,例如USint#0 |
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iADDR4 | Input | USInt | 连接伙伴的 IP 地址,例如USint#10 |
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iRemotePort | Input | UInt | 远程连接伙伴的端口号(取值范围:1 - 49151) |
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iSendTime | Input | Time | 发送前定时时间 | 值可以很大,但没有必要 |
iRcvTimeOut | Input | Time | 接收信息超时时间 | 值可以很大,但没有必要 |
iMbusBufferDBNumber | Input | UDInt | MODBUS缓冲区数据块号 | 如:UDINT#3000 |
iMbusBuffer | Input | Variant | MODBUS缓冲区指针 | 如:"MBrtuOnIEMaster1500BufferDB1".Buffer |
qLicense | Output | Bool | 授权 |
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qOpenIEConDone | Output | Bool | 开放式通信建立连接指令 0: 作业尚未开始或仍在运行 1: 无错执行作业 |
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qOpenIEConBusy | Output | Bool | 开放式通信建立连接指令 BUSY = 1:作业尚未完成BUSY = 0:作业完成 |
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qOpenIEConError | Output | Bool | 开放式通信建立连接指令 ERROR = 1:处理作业期间出现错误。STATUS返回有关错误类型的详细信息 |
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qOpenIEConStatus | Output | Word | 开放式通信建立连接指令 STATUS状态参数:错误信息 | 详见TCON指令帮助 |
qOpenIEDisconDone | Output | Bool | 开放式通信终止连接指令0: 作业尚未开始或仍在运行 1: 无错执行作业 |
|
qOpenIEDisconBusy | Output | Bool | 开放式通信终止连接指令 BUSY = 1:作业尚未完成BUSY = 0:作业完成 |
|
qOpenIEDisconError | Output | Bool | 开放式通信终止连接指令 ERROR = 1:处理作业期间出现错误。STATUS返回有关错误类型的详细信息 |
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qOpenIEDisconStatus | Output | Word | 开放式通信终止连接指令 STATUS状态参数:错误信息 | 详见TDISCON指令帮助 |
qWorkingSlave | Output | UInt | 正在通信中的从站地址 |
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qDone | Output | Bool | 完成标志 |
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MBrtuOnIEMaster1500Msg
名称 | 类型 | 数据类型 | 说明 | 允许值,说明 |
iInstructionActive | Input | Bool | 真为激活指令,假为不激活指令 |
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iNewRequest | Input | Bool | 读写请求位 | 每一个新的读写请求必须使用脉冲触发 |
iSlave | Input | USInt | 从站地址 | 1到247 |
iReadWrite | Input | USInt | 0=读,1=写 | 1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能 2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能 |
iAddress | Input | UDInt | 读写从站的数据地址 | 选择读写的数据类型 00001 至 0xxxx - 开关量输出 10001 至 1xxxx - 开关量输入 30001 至 3xxxx - 模拟量输入 40001 至 4xxxx - 保持寄存器 400001 至 465535 - 保持寄存器 |
iCount | Input | UInt | 数据个数 | 通讯的数据个数(位或字的个数) Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字(是指每一个 MBrtuMasterMsg 指令) |
iBufferDBNumber | Input | UDInt | MODBUS缓冲区数据块号 | 如:UDINT#3000 |
iPointerDBNumber | Input | UDInt | MODBUS读写数据块号 | 如:UDINT#2000 |
iPointerByte | Input | UInt | 用户数据块字节地址 | 1. 如果是读指令,读回的数据放到数据区这个字节开始的区域中 2. 如果是写指令,要写出的数据从这个字节开始的数据区取出 |
qDone | Output | Bool | 完成位 | 此位为脉冲信号,需要保持信号,用户自行加起保停程序,完成位为启动,读写请求位为停止即可。 |
qBusy | Output | Bool | 指令工作中 | BUSY = 1:作业尚未完成。BUSY = 0:作业完成 |
qError | Output | Word | 通信错误 | 错误规范 0000 命令完成没有错误 7000 指令未执行 7001 指令开始工作 9003 接收超时 9004 输入参数错误 9005 Modbus未激活 9006 忙 其它指令在工作 9007 功能号不符 9008 CRC校验错误 9009 本指令未启用 900A 发送错误 900B 发送超时 900C 接收错误 900D 接收的数据长度与预计长度不符 900E 签名错误 91XX 从站返回的错误 |
qSendStatus | Output | Word | 发送指令状态及错误 | 见TSEND发送指令规范 |
qRevStatus | Output | Word | 接收指令状态及错误 | 见TRCV发送指令规范 |
MBrtuOnIEMaster1500BufferDB1
非优化数据块。缓冲区数据块是一个400(不可小于400)个字节数据块,可以复制,可改符号,可改绝对地址
MBrtuOnIEMaster1500PointerDB1
非优化数据块用户数据块用户可自行定义,无要求。
三、 程序注意
符号地址和绝对地址都可更改。
当功能号为5时,用户数据块的字节地址的第0位有效。
当功能号为1,2,15时,用户数据块的字节地址的从第0位开始有效。
程序可在仿真器内工作。
四、 程序高级应用
1.当有多台从站执行相同操作时,如读取相同数据寄存器。这时可将指令的完成位连接到读写请求位,将从站地址和用户数据块字节号做成变量,使用完成位改变这两个变量,就可以实现单指令轮询多主站。
2.当用通信控制设备启停等操作时,或多从站时快速刷新单个从站数据时,要求响应时间快一些,而有些程序没有这方面考虑。本程序在应对此方面可以将单一轮询指令的激活位置真,其它指令置假(用上升沿,仅一个扫描即可),这时不管其它指令在什么状态都会将串口使用权让出,优先让激活的指令运行。
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