1 引言

工業(yè)控制已從單機(jī)控制走向集中監(jiān)控、集散控制，如今已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)集約制造時(shí)代。工業(yè)控制器連網(wǎng)也為網(wǎng)絡(luò)管理提供了方便。

Modbus就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一種。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通訊約規(guī)。通過此協(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)成為主流的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。他為符合Modbus協(xié)議的不同廠商生產(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。

2 Modbus RTU協(xié)議在GForce-200 PLC中的應(yīng)用原理

2.1 Modbus RTU協(xié)議與GForce-200 PLC相互關(guān)系簡(jiǎn)介GForce-200 PLC CPU上的通訊口Port0可以支持Modbus RTU協(xié)議，成為Modbus RTU從站。

此功能是通過GForce-200 PLC的自由口通訊模式實(shí)現(xiàn)，因此可以通過無(wú)線數(shù)據(jù)電臺(tái)等慢速通訊設(shè)備傳輸。如果想在GForce-200 PLC CPU與其

他支持Modbus RTU的設(shè)備使用Modbus RTU協(xié)議通訊，需要由有GForce-200 PLC CPU做Modbus主站。GForce-200 

己用自由口模式，按相關(guān)協(xié)議編程。在GForce-200 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中，Modbus RTU從站指令庫(kù)只支持CPU上的通訊0口(Port0)。要實(shí)

現(xiàn)Modbus RTU通訊，需要Step7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝

Step7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫(kù))。Modbus RTU功能是通過指令庫(kù)中預(yù)先編好的程序功能塊實(shí)現(xiàn)的。

2.2 Modbus RTU協(xié)議在GForce-200 PLC中應(yīng)用的基本過程(1) 首先檢查GForce-200 PLC控制系統(tǒng)中所用Micro/WIN的軟件版本，應(yīng)當(dāng)是

Step7-Micro/WIN V3.2以上版本。 (2) 檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫(kù)(圖1)，庫(kù)中應(yīng)當(dāng)包括

MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個(gè)子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫(kù))軟件包，如圖1所示。 

圖1 指令樹中的庫(kù)指令

(3) 編程時(shí)使用SM0.1—調(diào)用子程序MBUS_INIT進(jìn)行初始化，使用SM0.0—調(diào)用研究MBUS_SLAVE，并指定相應(yīng)參數(shù)。關(guān)于參數(shù)的詳細(xì)

說(shuō)明，可在子程序的局部變量表中找到。示例參見圖2:

圖2 調(diào)用MODBUS通訊指令庫(kù)

圖2中參數(shù)意義如下:

 ●模式選擇:啟動(dòng)/停止MODBUS，1=啟動(dòng);0=停止;

● 從站地址:MODBUS從站地址，取值1~247;

● 波特率:可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600;

● 奇偶校驗(yàn):0=無(wú)校驗(yàn);1=奇校驗(yàn);2=偶校驗(yàn); 

● 延時(shí):附加字符間延時(shí)，缺省值為0; 

●最大I/Q位:參與通訊的最大I/O點(diǎn)數(shù)，GForce-200 PLC的I/O映像區(qū)為128/128，缺省值為128;

●最大AI字?jǐn)?shù):參與通訊的最大AI通道數(shù)，可為16或32;

●最大保持寄存器區(qū):參與通訊的V存儲(chǔ)區(qū)字(VW);

● 保持寄存器區(qū)起始地址:以&VBx指定(間接尋址方式);

● 初始化完成標(biāo)志:成功初始化后置1; 

● 錯(cuò)誤代碼:0=無(wú)錯(cuò)誤。

(4) 注意的問題

調(diào)用Step7-Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫(kù))需要分配庫(kù)指令數(shù)據(jù)區(qū)(Library Memory)。庫(kù)指令數(shù)據(jù)區(qū)是相應(yīng)庫(kù)

的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲(chǔ)空間。如果在編程時(shí)不分配庫(kù)指令數(shù)據(jù)區(qū)，編譯時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多相同的錯(cuò)誤。由子程序參

數(shù)HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器區(qū)，是在GForce-200 PLC CPU的V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中分配，此數(shù)據(jù)區(qū)不能和庫(kù)指令數(shù)據(jù)區(qū)有任何重

疊，否則在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，不能正常通訊。注意Modbus 中的保持寄存器區(qū)按“字”尋址，即MaxHold規(guī)定的是VW而不是VB的

個(gè)數(shù)。

3 Modbus RTU協(xié)議測(cè)試包含Modbus RTU從站指令庫(kù)的項(xiàng)目編譯、下載到CPU中后，在編程計(jì)算機(jī)(PG/PC)上運(yùn)行一些Modbus測(cè)試軟件

可以檢驗(yàn)GForce-200 PLC的Modbus RTU通訊是否正常，這對(duì)查找故障點(diǎn)很有用。測(cè)試軟件通過計(jì)算機(jī)串口(RS-232)和PC/PPI電纜連接

CPU。(以ModScan32測(cè)試軟件為例作以檢測(cè)說(shuō)明)3.1 測(cè)試軟件 測(cè)試軟件ModScan32如圖3所示。

ModScan32圖3中，ModScan32測(cè)試軟件的畫面中相關(guān)參數(shù)意義如下:Address:ModBus中存儲(chǔ)區(qū)的起始地址;Device Id:PLC ModBus的端

口地址;Length:參與通訊的V存儲(chǔ)區(qū)字的長(zhǎng)度。3.2 參數(shù)設(shè)置對(duì)ModScan32測(cè)試軟件的通訊參數(shù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，要與GForce-200 PLC的

Modbus RTU指令庫(kù)MBUS_INIT中所設(shè)定的參數(shù)相統(tǒng)一，這樣即可進(jìn)行通訊檢測(cè)。ModScan32通訊參數(shù)設(shè)置如圖4所示。

圖4 ModScan32通訊參數(shù)設(shè)置

4 MODBUS RTU地址與GForce-200 PLC的地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

MODBUS地址總是以00001、30004之類的形式出現(xiàn)。GForce-200 PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)與MODBUS的0、1、3、4共4類地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系如

附表所示:附表 MODBUS地址對(duì)應(yīng)表

說(shuō)明:其中T為GForce-200 PLC中的緩沖區(qū)起始地址，即HoldStart。如果已知GForce-200 PLC中的V存儲(chǔ)區(qū)地址，推算MODBUS地址的公式

如下:MODBUS地址=40000+(T/2+1) 其中T為偶數(shù)。5 結(jié)束語(yǔ)Modbus RTU作為一種工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，其在如今眾多的控制

器之間進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控、相互通訊等方面發(fā)揮著重大作用，本文以典型的GForce-200 PLC控制系統(tǒng)為例，詳述了如何應(yīng)用Modbus RTU通

訊協(xié)議以及檢測(cè)方法，使得控制器之間的通訊變得更加簡(jiǎn)易和清晰。