S7-300與Carrier冷凍機的Modbus串行通訊

1 引言

　　近年來(lái)，隨著(zhù)自動(dòng)化水平的提高，公司正在逐步建立以西門(mén)子s7-300plc為基礎的工業(yè)集中監控網(wǎng)絡(luò )。由于目前公司有幾臺carrier冷凍機，其采用的是專(zhuān)用的通訊協(xié)議，與s7-300不兼容，plc無(wú)法采集到冷凍機的數據，導致實(shí)現集中監控系統遇到了瓶頸。

　　經(jīng)咨詢(xún)了解到carrier公司有自己的modbus網(wǎng)關(guān)，可以把其冷凍機專(zhuān)用協(xié)議轉化為通用的modbustru串口協(xié)議，而s7-300有自己的串口通信模塊cp340。所以可以采用modbus通信的方法實(shí)現s7-300對冷凍機的數據采集。

2 modbus協(xié)議簡(jiǎn)介

　　modbus協(xié)議由modicon公司開(kāi)發(fā)，目前已經(jīng)是工業(yè)領(lǐng)域全球最流行的協(xié)議之一。此協(xié)議支持傳統的rs-232、rs-422、rs-485和以太網(wǎng)設備。許多工業(yè)設備，包括plc、dcs、智能儀表等都在使用modbus協(xié)議作為他們之間的通訊標準。

　　當在網(wǎng)絡(luò )上通信時(shí)，modbus協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應，控制器將生成應答并使用modbus協(xié)議發(fā)送給詢(xún)問(wèn)方。

　　modbus協(xié)議包括ascii、rtu、tcp等，并沒(méi)有規定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信的。modbus的ascii、rtu協(xié)議規定了消息、數據的結構、命令和就答的方式，數據通訊采用maser/slave方式，master端發(fā)出數據請求消息，slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數據到master端以響應請求。

　　modbus協(xié)議需要對數據進(jìn)行校驗，rtu模式采用16位crc校驗，另外，modbus采用主從方式定時(shí)收發(fā)數據，在實(shí)際使用中如果某slave站點(diǎn)斷開(kāi)后（如故障或關(guān)機），master端可以診斷出來(lái)，而當故障修復后，網(wǎng)絡(luò )又可自動(dòng)接通。因此，modbus協(xié)議的可靠性較好。

3 carrier modbus rtu網(wǎng)關(guān)

　　3.1網(wǎng)關(guān)簡(jiǎn)介

　　carrier modbus網(wǎng)關(guān)是一種智能型基于微處理器的數據控制器，它可以作為modbus

　　slave站點(diǎn)，能將carrier冷凍機組轉換成符合modbus

　　rtu協(xié)議提供給控制系統。它可以使carrier冷凍機組的內部運行狀態(tài)參數全面被控制系統采集。

　　3.2網(wǎng)關(guān)設置

　　首先對網(wǎng)關(guān)的通信參數進(jìn)行設置：波特率為9600bit/s，無(wú)校驗位，1位停止位，站地址為16#b。

　　然后對需要采集的冷凍機變量及其在網(wǎng)關(guān)中的地址進(jìn)行組態(tài)設置，其對應關(guān)系如表1所示。

4 cp340簡(jiǎn)介

　　西門(mén)子s7-300系列有支持modbus協(xié)議的通信處理器cp341，但是cp341加載modbusrtu格式通信協(xié)議必須購買(mǎi)軟件，而且該軟件價(jià)格比較高。所以我采用了普通的串口通信模塊cp340，通過(guò)編寫(xiě)modbus主機請求報文程序，通過(guò)串口數據發(fā)送功能塊把報文發(fā)送給carriermodbus網(wǎng)關(guān)。再通過(guò)接收數據功能塊接收響應的數據，實(shí)現數據采集的功能。