在了解了Modbus通信的基本格式后，本期將通過仿真的方式實現(xiàn)Modbus RTU通信協(xié)議在三菱FX3U PLC上的應用。

指令介紹

一、軟件準備

• 虛擬串口工具
• Modbus Slave
• 凌一PLC仿真器
• GX works2編程軟件

二、RS指令

RS指令是在執(zhí)行串口通信時用來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的指令，使用該指令時需要在PLC上插入FX3U-485-BD通信模塊。

1）基本格式

其中m（發(fā)生數(shù)據(jù)的個數(shù)）和n（接收數(shù)據(jù)的個數(shù)）需要根據(jù)外部設備的報文格式指令，不能隨便設置。

2）示例

X0： RS指令觸發(fā)條件，當X0位ON時RS指令進入發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的等待狀態(tài)。

D10： 發(fā)送數(shù)據(jù)的起始寄存器。

K8： 發(fā)送數(shù)據(jù)的個數(shù)，表示每次發(fā)送D10～D17范圍內(nèi)八個寄存器的數(shù)據(jù)。

D20： 接收數(shù)據(jù)的起始寄存器。

K7： 接收數(shù)據(jù)的個數(shù)，表示將外部設備返回的數(shù)據(jù)存入D20～D26范圍內(nèi)的七個寄存器里。

三、特殊輔助繼電器

1）M8161 數(shù)據(jù)處理位數(shù)標志繼電器

當M8161=OFF時處理16位數(shù)據(jù)。

當M8161=ON時處理低8位數(shù)據(jù)。

2）M8122 數(shù)據(jù)發(fā)送標志繼電器

當RS指令處于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的等待狀態(tài)時置位M8122，此時RS指令中發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器里的數(shù)據(jù)將會被發(fā)送給外部設備。數(shù)據(jù)發(fā)送完成后系統(tǒng)會自動復位M8122，不能使用程序對其進行復位操作。

3）M8123 數(shù)據(jù)接收標志繼電器

RS指令將數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，進入接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。此時M8123被置位為ON，并對接收到的數(shù)據(jù)進行處理，數(shù)據(jù)處理完成后需要將M8123復位為OFF，否則無法接收下一輪的數(shù)據(jù)。

四、通信參數(shù)設置

通信參數(shù)既可以在PLC系統(tǒng)設置中直接設置，也可以通過改變D8120的值進行設置，兩種設置方式任選一種即可（本文主要介紹通過D8120進行設置）。

1）直接設置

依次單擊參數(shù)列表中的“PLC參數(shù)”→“PLC系統(tǒng)設置2” →勾選“進行通信設置”，然后根據(jù)實際需求設置通信參數(shù)，設置完成并檢查無誤后單擊“設置結束”按鈕保存設置。

2）通過D8120設置

根據(jù)下表給定的參數(shù)并結合實際需求設置b0～b15的值，并轉換成十六進制數(shù)傳送給D8120，實現(xiàn)通信參數(shù)設置。

3）示例

將通信參數(shù)設置按如下要求進行設置：數(shù)據(jù)長度為8位、偶校驗、停止位為1位、波特率為9600、無報頭報尾，控制線為無協(xié)議的RS-485接口。

編輯程序將參數(shù)傳入D8120。

五、CRC指令

CRC指令的作用是計算Modbus RTU通信報文的校驗碼。

在低8位模式下（M8161=ON），當X0為ON時CRC指令計算出D10～D15六個寄存器產(chǎn)生的效驗碼，并將計算結果的高八位存入D16，低八位存入D17。

指令運用

一、項目要求

按下X0按鈕讀取1號從站保持寄存器40000的值，按下X1將100寫入1號從站保持寄存器40002中，通信參數(shù)與上文示例中保持一致。

二、編輯程序

1）初始化

在初始化程序中需要將M8161設置為處理低8位數(shù)據(jù)模式（M8161=ON），將通信參數(shù)傳入特殊寄存器D8120以及復位程序中用到的寄存器。

2）添加RS指令

如果每次處理的數(shù)據(jù)長度一致，那么只需添加一次RS指，并且讓RS指令一直處于等待發(fā)送或接收數(shù)據(jù)狀。

發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)長度需要根據(jù)外部設備的要求進行設置，此處外部設備為Modbus Slave，其報文格式與標準報文格式一致，所以此處發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)長度分別為K8和K7。

3）編輯讀取程序

a）計算讀取程序報文

可以借助串口調(diào)試助手自動生成報文，其中84 0A為CRC校驗碼。

b）編輯報文傳送程序

當檢測到X0的上升沿時將生成的報文傳入用來發(fā)送數(shù)據(jù)的寄存器D10～D15中。

報文需要用十六進制表示。

c）添加CRC指令

CRC指令將根據(jù)前六個報文計算出校驗碼，并將結果的高八位存入D16，低八位存入D17。

由于仿真中CRC指令時好時壞，所以本項目不使用CRC指令，而是將校驗碼直接傳入D16和D17。

d）發(fā)送數(shù)據(jù)

當檢測到X0的下降沿時置位M8122完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。

e）接收并處理讀取回來的數(shù)據(jù)

從站返回的數(shù)據(jù)如同所示，通過分析報文可得從站返回的數(shù)據(jù)高八位和低八位分別儲存在D23和D24中。

通過計算把D23和D24的數(shù)據(jù)合并，然后存放到D31中。

4）編輯寫入程序

a）編輯報文傳送程序

參照讀取程序的編輯方式。

b)發(fā)送數(shù)據(jù)

c)接收數(shù)據(jù)

由于不需要接收從站返回的數(shù)據(jù)所以直接復位M8123。

仿真環(huán)境配置

一、添加虛擬串口

需要添加兩對虛擬串口，一對用來實現(xiàn)GX works2和凌一PLC仿真器的連接，另一對用實現(xiàn)凌一PLC仿真器和Modbus Slave的連接

二、配置凌一仿真器

配置完成后需要打開下載口和開啟擴展通信，并讓PLC處于運行狀態(tài)。

三、配置GX works2

其配置方式與連接實體PLC時的方式一致，主要選擇端口號。設置完成后單擊“通信測試”，測試成功后單擊“確定”保存設置，并將程序下載到仿真器中。

四、配置Modbus Slave

1) 配置Modbus Slave連接

連接參數(shù)需要與D8120中的通信參數(shù)保持一致。

2）配置Modbus Slave從站功能

如圖所示設置從站功能，并修改寄存器40000的值。

五、仿真演示

配置好仿真環(huán)境后，將程序下載到仿真器中，并進入監(jiān)視狀態(tài)。

1）讀取演示

單擊仿真器中的X0按鈕，觀察D31的值是否與Modbus Slave中保持寄存器40000設置的值一致。

2）寫入演示

單擊仿真器中的X1按鈕，觀察100是否被寫入到從站的保持寄存器40002中。

六、程序整體瀏覽