关于贝加莱Modbus通讯的总结
1.Modbus通讯格式
上篇文章已将介绍了Modbus通讯协议发送指令和回应的格式,这里再回顾一下。modbus指令由从站地址,功能码,数据起始地址,数据长度和CRC校验和组成,如:
01 02 0000 0003 380B
其中:
01:从站地址
02:功能码,读输入触点
0000:起始地址
0003:数据长度
380B:CRC校验和
这条指令的作用就是读取从站01的输入触点寄存器0000到0002里面的数据。
2.贝加莱Modbus通讯功能块介绍
打开贝加莱的帮助文档,搜索DRV_mbus,可以找到DRV_mbus库。
在上图中,可看到与Modbus通讯相关的功能块,与主站相关的功能块有4个,与从站相关的功能块有3个。
贝加莱作为主站时主要用到以下功能块。
a.MBMOpen()
MBMOpen()功能块打开(激活)主站通讯接口。参数如下
I/O | 参数 | 含义 |
---|---|---|
I | enable | 功能块使能 |
I | pDevice | 通讯接口的名称 |
I | pMode | 通讯接口参数设置 |
I | pConfig | 数据块的名称 |
I | timeout | 通讯超时参数 |
I | ascii | MODBUS模式,(0=RTU/1=ASCII) |
O | status | 错误代码,0表示无错误 |
O | ident | 提供给MBMaster(),MBMCmd(),MBMClose()用的句柄 |
b.MBMaster()
I/O | 参数 | 含义 |
---|---|---|
I | enable | 功能块使能 |
I | ident | 从MBMOpen()返回的句柄指针 |
O | status | 错误代码,0表示无错误 |
O | execute | 命令是否执行 |
O | recordnum | 当前数据交换的次数 |
c.MBMCmd()
I/O | 参数 | 含义 |
---|---|---|
I | enable | 功能块使能 |
I | ident | 从MBMOpen()返回的句柄指针 |
I | mfc | Modbus功能码 |
I | node | 从站站点号,0为广播 |
I | data | 数据区域首地址 |
I | offset | 偏移量 |
I | len | 数据长度 |
O | status | 错误代码,0表示无错误 |
d.MBMClose()
关闭主站通讯接口
I/O | 参数 | 含义 |
---|---|---|
I | enable | 功能块使能 |
I | ident | 从MBMOpen()返回的句柄指针 |
O | status | 错误代码,0表示无错误 |
3.硬件连接
要实现PLC与电脑的Modbus通讯,需要一根USB转485的串口线,如下图
打开贝加莱的帮助文档,搜索cs1030,打开通讯模块cs1030的帮助文档,查看cs1030的引脚定义如下,我采用的是RS485模式,cs1030同时支持RS422模式。
将DATA连接T/R+
DATA/连接T/R-
GND连接VCC
4.贝加莱PLC作为主站的配置过程
a.建立一个通讯变量配置模块(dataobject)
新建工程,添加一个dataobject,在dataobject中添加以下内容。
"EventPV1 ", 01, $01, "LocalPV1 ", 0000, 0005
"EventPV2 ", 02, $01, "LocalPV2 ", 0000, 0003
"EventPV3 ", 03, $01, "LocalPV3 ", 0000, 0005
"EventPV4 ", 04, $01, "LocalPV4 ", 0000, 0005
注:
"EventPV1 ", 01, $01, "LocalPV1 ", 0000, 0005这条语句当中,01为功能码,读取线圈继电器的状态,$01为从站站点号,"LocalPV1"表示读取的数据存放地址为LocalPV1,0000为读取的线圈继电器首地址,0005为读取长度。EventPV1是发出指令的使能信号,为1时,主站向从站发出指令。因此,整条语句的含义就是,在通讯过程中,当EventPV1等于1时,主站向从站01发出指令读取继电器线圈0000到0004的状态并存储到LocalPV1当中。此时发出的报文为010100000005FC09,FC09是校验和。
其他几条指令与此含义类似。
b.全局变量定义
在上一步通讯变量配置过程中,用到了EventPV1EventPV4和LocalPV1LocalPV4等变量。这几个变量必须定义为全局变量。我曾在此犯过错误,折腾了很长时间。定义如下:
Name | Data Type | Scope |
---|---|---|
EventPV1 | bool | global |
EventPV2 | bool | global |
EventPV3 | bool | global |
EventPV4 | bool | global |
LocalPV1 | bool[5] | global |
LocalPV2 | bool[3] | global |
LocalPV3 | int[5] | global |
LocalPV4 | int[5] | global |
c.通讯功能块配置
新建一个program,改名为master.st,定义变量和功能块如下:
Name | Data Type | Scope |
---|---|---|
MBMOpen_xx | MBMOpen | local |
MBMaster_xx | MBMaster | local |
MBMCmd_xx | MBMCmd | local |
MBMClose_xx | MBMClose | local |
S1 | bool | local |
S2 | bool | local |
打开init.st,初始化并配置MBMOpen_xx()功能块
PROGRAM _INIT
(* Insert code here *)
S1:=0;
S2:=1;
EventPV1 := 1;
EventPV2 := 1;
EventPV3 := 1;
EventPV4 := 1;
LocalPV1[0] := 0;
LocalPV1[1] := 0;
LocalPV1[2] := 0;
LocalPV1[3] := 0;
LocalPV1[4] := 0;
LocalPV2[0] := 0;
LocalPV2[1] := 0;
LocalPV2[2] := 0;
LocalPV3[0] := 0;
LocalPV3[1] := 0;
LocalPV3[2] := 0;
LocalPV3[3] := 0;
LocalPV3[4] := 0;
LocalPV4[0] := 0;
LocalPV4[1] := 0;
LocalPV4[2] := 0;
LocalPV4[3] := 0;
LocalPV4[4] := 0;
MBMOpen_xx.enable:=1;
MBMOpen_xx.pDevice:=ADR('IF6.ST4.IF1');
MBMOpen_xx.pMode:=ADR('/PHY=RS485 /PA=E /DB=8 /SB=1 /BD=19200');
MBMOpen_xx.pConfig:=ADR('dataobject');
MBMOpen_xx.timeout:=2000;
MBMOpen_xx.ascii:=0;
MBMOpen_xx();
END_PROGRAM
注:
-
MBMOpen_xx.pDevice:=ADR('IF6.ST4.IF1'):IF6.ST4.IF1是通讯模块的接口名称。接口名称可以在Physical View里面查到。我用的通讯模块是cs1030,可以看到名称为:IF6.ST4.IF1
-
MBMOpen_xx.pMode:=ADR('/PHY=RS485 /PA=E /DB=8 /SB=1 /BD=19200'):设置通讯模式为RS485,偶校验,数据位为8为,1个停止位,波特率为19200.
-
MBMOpen_xx.pConfig:=ADR('dataobject'):数据块的名称,即前面定义的dataobject
打开Cyclic.st,配置MBMaster_xx,MBMCmd_xx,MBMClose_xx等功能块。
PROGRAM _CYCLIC
(* Insert code here *)
(*EventPV1:=1;
EventPV2:=1;*)
EventPV1 := 1;
EventPV3 := 1;
IF(S1=0)THEN
MBMaster_xx.enable:=1;
MBMaster_xx.ident:=MBMOpen_xx.ident;
MBMaster_xx();
ELSE
MBMCmd_xx.enable:=1;
MBMCmd_xx.ident:=MBMOpen_xx.ident;
MBMCmd_xx.mfc:=1;
MBMCmd_xx.node:=1;
MBMCmd_xx.data:=ADR(LocalPV1);
MBMCmd_xx.offset:=0;
MBMCmd_xx.len:=4;
MBMCmd_xx();
END_IF
IF(S2=0)THEN
MBMClose_xx.enable:=1;
MBMClose_xx.ident:=MBMOpen_xx.ident;
MBMClose_xx();
END_IF
END_PROGRAM
5.调试
a.程序编写完成后,即可编译下载到PLC中运行,打开电脑上Modbus Slave软件。
注意工具栏上有connect和disconcert的图标,第一次使用不要直接点击connect的图标连接,因为我们需要先配置模式,我曾经在这里犯过错误,直接按照默认的模式connect,结果死活连接不成功,在这里纠结了好久。这种低级错误实在是不该犯,浪费时间。
b.点击connection->connect进入connection配置界面
选择相应的串口(在设备管理器中查看,此处为port6)
设置波特率为:19200
数据位:8位
校验:偶校验(之前连接不成功的原因就是校验方式选为了NONE)
停止位:1位
mode:RTU
设置完成后,点击OK即可连上。
c.从站定义
点击setup->slave definition进入从站定义界面
salve:输入1,这是从站站点号
Function:选择要操作的寄存器
代码 | 寄存器 |
---|---|
01 | coil status |
02 | input status |
03 | holding register |
04 | input register |
adddress:首地址
length:长度
在这里我们先将做如下设置
salve:1
Function:03 holding register
Address:1
Length:10
d.通讯检测
在AS中打开watch窗口(CTRL+M).添加变量EventPV1EventPV4,MBMOpen(),MBMCmd(),MBMClose(),MBMaster(),LocalPV1LocalPV4,S1,S2.
在Modbus Slave中双击40001打开Edit Register界面
在value中写1,同时勾选Auto increment,点击OK
在AS的watch窗口将EventPV3的值改为1
可以看到localPV3[0]的值随着salve中40001的值在递增,说明通讯正常。
6.利用串口调试助手分析报文。
在调试过程中,如果碰到问题,可以先用串口助手先测试下PLC指令发送是否正常.具体操作如下:
打开串口调试助手,设置模式与程序中的模式相同。
分析一下接收到的报文,01 03 00 00 00 05 85 C9,由前面的说明可以知道:
"EventPV3 ", 03, $01, "LocalPV3 ", 0000, 0005
当EventPV3设置为true的时候,PLC应该向salve读取holding register0000到0004的值并存入LocalPV3当中,因此plc向salve发送的报文应该为010300000005+CRC校验和,前面的部分都能对上,经过计算,CRC校验和也能对上。说明报文发送没有问题。