7.3-MODBUS-RTU通信功能应用示例.pdf

MODBUS RTU 通信功能应用示例 MODBUS RTU 通信功能应用示例 1.控制要求 1.控制要求 采用 MODBUS RTU 通信方式，实现 PLC 实时读取两台智能仪表检测的现场环境温度和湿度值。2.系统配置 2.系统配置 系统选用型号为 S7-1200 CPU1215C DC/DC/DC 的 1 台 PLC，并配有 CM 1241 RS485 通讯模块，作为 MODBUS RTU 通信系统的主站；选用两台智能仪表，型号分别为 KCM-91WRS 智能温度调节仪和 KCM-91WAS 智能湿度调节仪，作为 MODBUS RTU 通信系统的从站。系统结构如图 7-36 所示。图 7-36 系统结构图 3.硬件组态 3.硬件组态 1）创建新项目：在项目树下点击“添加新设备”，选择 CPU1215C DC/DC/DC，创建一个 PLC_1 站点；完成后，进入“设备视图”“硬件目录”，然后继续添加“通信模块”“点到点”“CM1241（RS422/485）”通信模块添加到 CPU 左边（101 插槽）的主机架，如图 7-37 所示。图 7-37 硬件组态 2）在“属性”中设置 PLC_1 的 IP 地址为 192.168.0.1、子网掩码 255.255.255.0，如图 7-38；选择“系统和时钟存储器”，勾选“启用系统存储器字节”和“时钟存储器字节”，以便后需编程时使用，如图 7-39。图 7-38 IP 地址设置 图 7-39 启用系统及时钟存储器字节 3）组态“CM1241（RS422/485）”通信模块端口参数，保证与智能仪表通讯设置相同；在模块“属性”“常规”“端口组态”中，修改操作模式为半双工（RS485）、2 线制；将波特率设置为 9.6kbps，数据格式为 8 个数据位，1 个停止位，无奇偶校验；检查模块硬件标识符，本例中为 269。通信模块接口参数设置如图 7-40、7-41、7-42 所示。图 7-40 通信端口操作模式 图 7-41 通信端口数据格式 图 7-42 硬件标识符界面 4.主站程序的编写 4.主站程序的编写 1）调用并设置串口参数初始化函数“MB_COMM_LOAD”打开 PLC_1 主程序块（Main），调用“通信处理器”“MODBUS”中的组态端口指令“MB_COMM_LOAD”，点击确认后自动生成其背景数据块“MB_COMM_LOAD_DB”，如图 7-43所示。图 7-43 MB_COMM_LOAD 模块 “MB_COMM_LOAD”指令用于组态通信端口使用 Modbus RTU 协议通信，必须调用“MB_COMM_LOAD”一次。完成组态后，“MB_MASTER”和“MB_SLAVE”指令才可以使用该端口。设置“MB_COMM_LOAD”指令输入管脚。由于该指令只需调用一次，所以 REQ 管脚可选择FirstScan 位信号的上升沿执行一次；其他参数设置保持与组态的“CM1241（RS422/485）”通信模块端口参数设置一致。PORT 为通信端口 ID，即通信模块的硬件标识符（269）；BAND为波特率，设为 9600；PARITY 为奇偶校验，设为 0（无校验）；MB_DB 管脚链接“MB_MASTER”主站指令调用后生成的背景数据块（在主站指令编写时再进行连接）。设置“MB_COMM_LOAD”指令输出管脚。DONE 表示指令的执行的完成情况，为 1 表示指令已完成且未出错；ERROR 为 0 表示未检测到错误，为 1 表示检测到错误，并在参数 STATUS 中输出错误代码；STATUS 为端口组态错误代码，出错时可根据错误表查询出错原因。2）读取智能温度仪（地址为 1）实时温度值 调用“通信处理器”-“MB_MASTER”主站指令，自动生成其背景数据块。“MB_MASTER”管脚参数设置如图 7-44 所示，参数含义如下：REQ：请求输入；0 表示无请求，1 表示请求将数据发送到 MB_ADDR 指定的从站；本例选用 1Hz 时钟信号“CLOCK_1Hz”作为请求信号。MB_ADDR：设置 Modbus RTU 站地址；默认地址范围为：0 247；本例为 1。MODE：模式选择，用来指定请求类型。0 为读取，1 为写入；本例设置为 0，用于读取Modbus 从站 1 的温度数值。DATA_ADDR：指定 Modbus 从站中提供访问的数据的起始地址,可在 Modbus 功能表中找到有效地址为 4097，加上起始地址 40001，这里输入 44098。DATA_LEN：数据长度，本例设置 1 个字。DATA_PTR：该参数是指向用来写入或读取数据的数据块或位存储器的指针。本例将读取到的数值放到%MW200 中，录入格式为 P#M200.0 WORD 1。图 7-44 MB_MASTER 模块参数设置 1 3）读取智能湿度仪（地址为 2）实时湿度数值 右键点击已生成的“MB_MASTER”指令块，选择“复制”并在下一个程序段进行“粘贴”操作，保证其背景数据块一致。“MB_MASTER”管脚参数设置如图 7-45 所示，参数含义如下：REQ：两个“MB_MASTER”指令之间采用交替方式，当温度值读取完成或出现错误时，开始读取湿度值；周期为 1s。MB_ADDR：输入 2；MODE：输入 0（读取）；DATA_ADDR：输入 44098；DATA_LEN：数据长度设为 1；DATA_PTR：将读取到的数值放到%MW202 中，录入格式为 P#M202.0 WORD 1。图 7-45 MB_MASTER 模块参数设置 2 5.系统调试运行 5.系统调试运行 程序编写完成后，进行编译并下载到 PLC 中。在 PLC 的“监控与强制表”条目下，添加一个监控表，监控读取到的实时温度、湿度数值（为实际数值的 10 倍），如图 7-46；智能仪表面板显示窗口显示的实时温度、湿度值如图 7-47。图 7-46 PLC 在线获得的数据 图 7-47 智能仪表数据显示