引言

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，MODBUS成為了工業(yè)控制系統(tǒng)中的一種通用協(xié)議。由于該協(xié)議的簡單且通用，得到了眾多儀表廠商的支持，成為儀表及智能終端的一項工業(yè)標準，在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。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)備之間可以進行通信。它的開放性、可擴充性和標準化使不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以簡單可靠地連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進行系統(tǒng)的集中監(jiān)控，從而成為zui流行的協(xié)議之一。同樣，世紀星組態(tài)軟件也提供了支持上位機和下位設(shè)備進行MODBUS通信的驅(qū)動程序，使用戶可以方便使用裝有世紀星軟件的上位機和下位的設(shè)備進行通信。

MODBUS通信協(xié)議

MODBUS協(xié)議是*康公司1978年發(fā)明的一種用于電子控制器進行控制和通信的協(xié)議。此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS232、RS422、RS485標準和以太網(wǎng)設(shè)備。不同廠商生產(chǎn)的符合MODBUS協(xié)議的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進行集中監(jiān)控。MODBUS協(xié)議采用主從（master-slave）技術(shù)，是一種問答方式的通信協(xié)議。每次通信均由主機發(fā)出數(shù)據(jù)請求信息，從機接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主機以響應(yīng)請求；主機也可以直接發(fā)信息修改從機的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向讀寫。

MODBUS協(xié)議支持兩種數(shù)據(jù)傳送模式，即ASCII碼和MODBUS-RTU。

（1）MODBUS-RTU

表1 主機詢問數(shù)據(jù)幀報文

表2從機回答數(shù)據(jù)幀報文

（2）ASCII碼

表3主機詢問數(shù)據(jù)幀報文

表4從機回答數(shù)據(jù)幀報文

MODBUS在世紀星中的應(yīng)用

在世紀星中，除了支持MODBUS-RTU和ASCII碼兩種數(shù)據(jù)傳送模式外，還支持MODBUS TCP/IP 傳送方式。事實上，MODBUS TCP/IP的命令格式和MODBUS-RUT是很相似的，MODBUS TCP/IP只是缺少兩個字節(jié)的CRC校驗。在MODBUS協(xié)議中，是根據(jù)不同的功能碼來完成不同的讀寫功能的，世紀星中支持的功能碼及其功能如表5所示：

表5 世紀星所支持的功能碼

在硬件設(shè)備中，數(shù)據(jù)存儲在寄存器內(nèi)，每個存儲數(shù)據(jù)的寄存器對應(yīng)一個寄存器地址，上位機就是根據(jù)這些地址組織命令去讀寫寄存器里的數(shù)據(jù)。一個兩個字節(jié)的整型數(shù)據(jù)存儲在一個寄存器地址中，一個四字節(jié)的整型或浮點型數(shù)據(jù)則要存儲在連續(xù)的兩個寄存器地址中，通常都是高地址存放數(shù)據(jù)的高字，低地址存放數(shù)據(jù)的低字。

由于很多用MODBUS協(xié)議的儀表廠家都在以自己的方式來說明儀表上的參數(shù)以及它對應(yīng)的寄存器地址，所以一部分廠家是以十六進制來標記寄存器地址，而另一部分廠家用十進制。為了使用戶在工程里建立變量時方便的和儀表上的寄存器連接，世紀星分別在MODBUS-RTU和ASCII碼兩種通信方式下，支持十六進制通道號和十進制通道號兩種變量連接方式，因此，就免去了用戶做很多的十六進制和十進制之間轉(zhuǎn)換的工作。

在設(shè)備的說明書中，一般會寄存器地址，數(shù)據(jù)類型，該地址的寄存器支持的功能碼等要素，以MODBUS-RTU 十六進制的驅(qū)動為例，如果寄存器地址為0005H，數(shù)據(jù)類型為兩個字節(jié)的整形，支持03H功能碼讀數(shù)據(jù)，則對應(yīng)到世紀星軟件中需要連接的變量為4x0005，變量類型為I/O整數(shù)，數(shù)據(jù)類型可以分為有符號的INT或無符號的UINT 或者BCD碼，在進行通信時，世紀星發(fā)送的以及設(shè)備返回的命令如下表所示：

主機發(fā)送：

從機返回：

由設(shè)備返回的命令，可以知道設(shè)備返回了兩個字節(jié)的有效數(shù)據(jù)（00 1A），則寄存器地址為0005H里的數(shù)據(jù)為001AH=26。

如果寄存器地址為0009H，數(shù)據(jù)類型為兩個字節(jié)的整型，支持06H功能碼寫數(shù)據(jù)，則對應(yīng)到世紀星軟件中需要連接的變量為4x0009，變量類型為I/O整數(shù)，數(shù)據(jù)類型可以為有符號的INT或無符號的UINT 或者BCD碼，在通信時，世紀星發(fā)送的以及設(shè)備返回的命令如下表所示（寫入數(shù)據(jù)258=0102H）：

主機發(fā)送：

從機返回：

經(jīng)過發(fā)送上表中的命令，0102H便成功寫入到寄存器地址為0009H號的寄存器中。

如果寄存器地址為0010H，數(shù)據(jù)類型為四個字節(jié)的整型或浮點型，支持10H功能碼寫數(shù)據(jù)，則對應(yīng)到世紀星軟件中需要連接的變量為4x0010，變量類型為I/O實數(shù)，數(shù)據(jù)類型可以為有整型的LONG或浮點型的FLOAT，在通信時，世紀星發(fā)送的以及設(shè)備返回的命令如下表所示（寫入數(shù)據(jù)258=0102H）：

主機發(fā)送：

從機返回：

經(jīng)過發(fā)送上表中的命令，0102H便成功寫入到寄存器地址為0010H號的寄存器中，0000H成功寫入了寄存器地址為0011H號的寄存器中。

上述內(nèi)容就是在世紀星中根據(jù)設(shè)備說明書連接保持寄存器的變量連接方式，以及通信的過程，其它的例如輸入寄存器，輸入線圈等都和保持寄存器是類似的，通過特定的功能碼對特定地址的寄存器進行讀寫操作，這里就不一一介紹了。

小結(jié)

    在平時用戶使用世紀星和支持MODBUS協(xié)議的儀表進行通信的過程中，我們和客戶也有很多的交流，在多數(shù)情況下，世紀星都能很正常的和儀表進行通信，但現(xiàn)在還是避免不了的一種情況是，有些用戶的儀表支持的并不是標準的MODBUS協(xié)議。MODBUS是一種通用的協(xié)議，但就細節(jié)來說，很多廠家還是各有各的用法，這使我們認識到了我們的MODBUS通信還是缺少一些靈活性，而我們一定會針對這種情況做一些改進工作，力求更多的使用MODBUS協(xié)議的客戶能夠方便使用我們的軟件和儀表可靠的通信。客戶的滿意，永遠是我們努力追求的目標。