使用modbus采集模塊協(xié)議通信及設備反應

modbus網(wǎng)絡(luò )是只有一個(gè)主機的，而所有通信都是由此發(fā)出的，同時(shí)網(wǎng)絡(luò )是可以支持差不多兩百四十七個(gè)的遠程從屬控制器，但實(shí)際上所支持的從機數量是要根據所使用的通信設備來(lái)決定的。誠控電子的DAM系列modbus采集模塊則是基于這個(gè)網(wǎng)絡(luò )上所使用的采集模塊，對于數據采集模塊來(lái)說(shuō)也不過(guò)是在遠程數據采集模塊平臺基礎上的通信模塊，將通信芯片還有存儲芯片等等都集成在一塊電路板上，讓其具有發(fā)送通過(guò)遠程數據采集模塊平臺，收發(fā)短消息和語(yǔ)音通話(huà)還有數據傳輸等功能。如DAM-8021,DAM-3088等。

而對于它的發(fā)明是在一九七九年，這個(gè)是由Modicon公司發(fā)明的，他們是為了使用可編程邏輯控制器通信而發(fā)表的，是全球第一個(gè)真正用于工業(yè)現場(chǎng)的總線(xiàn)協(xié)議，已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標準，并且現在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。這個(gè)網(wǎng)絡(luò )只有一個(gè)主機，所有通信都由他發(fā)出采用這個(gè)系統，各PC可以和中心主機交換信息而不影響各PC執行本身的控制任務(wù)。同時(shí)還具有協(xié)議標準化開(kāi)放化，兼容多種電氣接口，幀格式簡(jiǎn)單緊湊，通俗易懂，用戶(hù)使用容易，廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用作為工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)。其系統結構還包括了硬件以及軟件，還可以應用于各種數據采集以及過(guò)程監控。

像如果是在一些環(huán)境惡劣的現場(chǎng)，沒(méi)有那種可以安放工控主機的條件，這種情況下客戶(hù)還需要讀取，同時(shí)得記錄現場(chǎng)數據，那么就只能通過(guò)HMI設備的腳本，做數據轉換和換算了。比如簡(jiǎn)單的SCALE換算，考慮到除了SCALE換算，還會(huì )涉及到一些數據類(lèi)型轉換、數模轉換等。如果HMI的數值原件直接讀取地址，那該多方便。那么就需要將各種轉換、換算技成，最終傳送給HMI寄存器，這就需要用到腳本語(yǔ)言了。

其實(shí)modbus協(xié)議是一個(gè)master/slave架構的協(xié)議。有一個(gè)節點(diǎn)是master節點(diǎn)，其他使用這個(gè)協(xié)議參與通信的節點(diǎn)是slave節點(diǎn)。每一個(gè)slave設備都有一個(gè)唯一的地址。在串行和MB+網(wǎng)絡(luò )中，只有被指定為主節點(diǎn)的節點(diǎn)可以啟動(dòng)一個(gè)命令。在以太網(wǎng)上，任何一個(gè)設備都能發(fā)送一個(gè)modbus命令，但是通常也只有一個(gè)主節點(diǎn)設備啟動(dòng)指令。一個(gè)命令包含了打算執行的設備的地址。所有設備都會(huì )收到命令，但只有指定位置的設備會(huì )執行及回應指令。但是地址0例外，指定地址0的指令是廣播指令，所有收到指令的設備都會(huì )運行，不過(guò)不回應指令。所有的命令包含了檢查碼，以確定到達的命令沒(méi)有被破壞?；镜拿钅苤噶钜粋€(gè)RTU改變它的寄存器的某個(gè)值，控制或者讀取一個(gè)IO端口，以及指揮設備回送一個(gè)或者多個(gè)其寄存器中的數據。

工業(yè)以太網(wǎng)是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)兼容，但在產(chǎn)品設計上，在實(shí)時(shí)性、可靠性、環(huán)境適應性等方面滿(mǎn)足工業(yè)現場(chǎng)的需要，是繼現場(chǎng)總線(xiàn)之后發(fā)展起來(lái)，以太網(wǎng)總線(xiàn)采集模塊發(fā)現它是最被認同也最具發(fā)展前景的一種工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )。深圳誠控電子研發(fā)的以太網(wǎng)采集模塊在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇等方面的自動(dòng)化系統中具有廣泛的應用前景，工業(yè)以太網(wǎng)的本質(zhì)就是以太網(wǎng)技術(shù)辦公自動(dòng)化走向工業(yè)自動(dòng)化。同時(shí)是按照工業(yè)控制的要求，發(fā)展適當的應用層和用戶(hù)層協(xié)議，使以太網(wǎng)和TCP/IP技術(shù)真正應用到控制層，延伸到現場(chǎng)層，而在信息層又盡可能采用IT行業(yè)一切有效而又最新的成果，因此工業(yè)以太網(wǎng)與以太網(wǎng)在工業(yè)中的應用全然不是同一個(gè)概念。

之后隨著(zhù)計算機和通信以及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)在各領(lǐng)域都得到了廣泛的應用，而且設備成本不斷下降，速度也不斷提高。由于具有無(wú)可比擬的價(jià)格與速度優(yōu)勢，百兆及千兆以太網(wǎng)己成為世界范圍內應用的標準。半導體技術(shù)的發(fā)展使以太網(wǎng)技術(shù)費用大幅降低，高度集成化也同時(shí)降低了網(wǎng)絡(luò )硬件的費用。以太網(wǎng)技術(shù)的穩定性可靠性都得到檢驗，能夠完全勝任控制環(huán)境中對實(shí)時(shí)性、可靠性、抗干擾性的嚴格要求。在與傳統現場(chǎng)總線(xiàn)的對比測試中，以太網(wǎng)顯示出了明顯的優(yōu)勢，可以滿(mǎn)足控制系統各個(gè)層次的要求，于是很多廠(chǎng)家就提出了基于傳統以太網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現現場(chǎng)總線(xiàn)的方案。

然而因為傳統以太網(wǎng)采用了沖突檢測載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)機制，同一網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，各個(gè)接入網(wǎng)絡(luò )的設備共享傳輸介質(zhì)，在總線(xiàn)競爭時(shí)都處于相同地位，會(huì )造成不確定的延時(shí)等問(wèn)題。也就是說(shuō)，傳統以太網(wǎng)是一種非確定的網(wǎng)絡(luò )系統，直接用作工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)會(huì )存在一些問(wèn)題。于是人們就對傳統以太網(wǎng)進(jìn)行改造或在傳統以太網(wǎng)基礎上加以改進(jìn)，提出了基于以太網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現現場(chǎng)總線(xiàn)的方案，由此誕生了很多工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)。

以太網(wǎng)技術(shù)的方便性和可靠性與USB技術(shù)的基本相同，但對于數據采集來(lái)說(shuō)，以太網(wǎng)有著(zhù)兩個(gè)其他普通PC外部總線(xiàn)所沒(méi)有的優(yōu)勢，極長(cháng)的電纜長(cháng)度和分布式的網(wǎng)絡(luò )設施。測量位置的距離超過(guò)了USB電纜五米的最大長(cháng)度時(shí)，以太網(wǎng)就是一個(gè)非常理想的選擇。一條CAT 5E電纜在長(cháng)度超過(guò)一百米后，才會(huì )需要交換機或路由器將信號中繼延伸到更遠的地方，除此之外，很多公司的IT部門(mén)已經(jīng)將千兆以太網(wǎng)作為其企業(yè)網(wǎng)絡(luò )的基礎設施。