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　　1 引言

　　現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)朝智能化、網(wǎng)絡(luò)化和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)不同種自動(dòng)化設(shè)備之間通信是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵。現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有通信功能，便于構(gòu)成工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)。通信標(biāo)準(zhǔn)的公開(kāi)、一致，使系統(tǒng)具備開(kāi)放性，設(shè)備間具有互可操作性。功能塊與結(jié)構(gòu)的規(guī)范化使相同功能的設(shè)備間具有互換性?？刂乒δ芟路诺浆F(xiàn)場(chǎng)，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備高度的分散性。利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，將符合同一標(biāo)準(zhǔn)的各種智能設(shè)備統(tǒng)一起來(lái)，徹底實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分散控制，將提高系統(tǒng)集成度和數(shù)據(jù)傳輸效率、延長(zhǎng)有效控制距離，并有利于提高系統(tǒng)抗干擾性能和擴(kuò)展系統(tǒng)功能。

　　2 MODBUS協(xié)議簡(jiǎn)介

　　MODBUS協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器的一種通訊語(yǔ)言。利用這個(gè)協(xié)議，控制器相互之間(例如485、232C等)，控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其他設(shè)備之間進(jìn)行通訊。它定義了一種控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是通過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn);描述的是控制器請(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，以及怎樣偵錯(cuò)并記錄;制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。MODBUS通訊規(guī)約按照主從設(shè)備來(lái)規(guī)定，如：主站一次可向一個(gè)或所有從站發(fā)送通信請(qǐng)求(或指令)，主設(shè)備通過(guò)消息幀的地址域來(lái)選通從設(shè)備。主站發(fā)送的消息幀的內(nèi)容和順序?yàn)椋簭恼镜刂?設(shè)備地址)、功能碼、數(shù)據(jù)域(數(shù)據(jù)起始地址、數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)內(nèi)容)、CRC校驗(yàn)碼;從站應(yīng)答的信息內(nèi)容和順序與主站信息幀基本相同。MODBUS除了定義通信功能碼之外，同時(shí)還定義了出錯(cuò)碼，標(biāo)志出錯(cuò)信息。主站接收到錯(cuò)誤碼后，根據(jù)錯(cuò)誤的原因采取相應(yīng)的措施。從站應(yīng)答的數(shù)據(jù)內(nèi)容依據(jù)功能碼進(jìn)行響應(yīng)。例如功能代碼03要求讀取從站設(shè)備中保持寄存器的內(nèi)容。

　　2.1 MODBUS通訊傳輸模式

　　MODBUS通訊實(shí)現(xiàn)有兩種傳輸模式(ASCII或RTU)，ABB公司的50系列PLC產(chǎn)品采用的是RTU(遠(yuǎn)程終端單元)模式，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。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。

　　代碼系統(tǒng)：

　　· 8位二進(jìn)制，十六進(jìn)制數(shù)0...9，A...F。

　　· 消息中的每個(gè)8位域都是一個(gè)兩個(gè)十六進(jìn)制字符組成每個(gè)字節(jié)的位。

　　· 1個(gè)起始位。

　　· 8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，CRC(循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè))。

　　基于RS485的RTU模式MODBUS通訊格式為：

　　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。

　　2.2 MODBUS通訊查詢回應(yīng)功能

　　(1)查詢 查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任何附加信息。例如功能代碼03是要求從設(shè)備讀保持寄存器并返回它們的內(nèi)容。數(shù)據(jù)段必須包含要告之從設(shè)備的信息：從何寄存器開(kāi)始讀及要讀的寄存器數(shù)量。錯(cuò)誤檢測(cè)域?yàn)閺脑O(shè)備提供了一種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正確的方法。

　　(2)回應(yīng) 如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng)，在回應(yīng)消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應(yīng)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)：象寄存器值或狀態(tài)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生，功能代碼將被修改以用于指出回應(yīng)消息是錯(cuò)誤的，同時(shí)數(shù)據(jù)段包含了描述此錯(cuò)誤信息的代碼。錯(cuò)誤檢測(cè)域允許主設(shè)備確認(rèn)消息內(nèi)容是否可用。