S7-300與Carrier冷凍機(jī)的Modbus串行通訊

1 引言

　　近年來，隨著自動化水平的提高，公司正在逐步建立以西門子s7-300plc為基礎(chǔ)的工業(yè)集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。由于目前公司有幾臺carrier冷凍機(jī)，其采用的是專用的通訊協(xié)議，與s7-300不兼容，plc無法采集到冷凍機(jī)的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控系統(tǒng)遇到了瓶頸。

　　經(jīng)咨詢了解到carrier公司有自己的modbus網(wǎng)關(guān)，可以把其冷凍機(jī)專用協(xié)議轉(zhuǎn)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(xiàn)s7-300對冷凍機(jī)的數(shù)據(jù)采集。

2 modbus協(xié)議簡介

　　modbus協(xié)議由modicon公司開發(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(tǒng)的rs-232、rs-422、rs-485和以太網(wǎng)設(shè)備。許多工業(yè)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)。

　　當(dāng)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(shè)備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應(yīng)，控制器將生成應(yīng)答并使用modbus協(xié)議發(fā)送給詢問方。

　　modbus協(xié)議包括ascii、rtu、tcp等，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認(rèn)識和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。modbus的ascii、rtu協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和就答的方式，數(shù)據(jù)通訊采用maser/slave方式，master端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息，slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到master端以響應(yīng)請求。

　　modbus協(xié)議需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，rtu模式采用16位crc校驗(yàn)，另外，modbus采用主從方式定時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，在實(shí)際使用中如果某slave站點(diǎn)斷開后（如故障或關(guān)機(jī)），master端可以診斷出來，而當(dāng)故障修復(fù)后，網(wǎng)絡(luò)又可自動接通。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)簡介

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

　　slave站點(diǎn)，能將carrier冷凍機(jī)組轉(zhuǎn)換成符合modbus

　　rtu協(xié)議提供給控制系統(tǒng)。它可以使carrier冷凍機(jī)組的內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)全面被控制系統(tǒng)采集。

　　3.2網(wǎng)關(guān)設(shè)置

　　首先對網(wǎng)關(guān)的通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：波特率為9600bit/s，無校驗(yàn)位，1位停止位，站地址為16#b。

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

4 cp340簡介

　　西門子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，通過編寫modbus主機(jī)請求報(bào)文程序，通過串口數(shù)據(jù)發(fā)送功能塊把報(bào)文發(fā)送給carriermodbus網(wǎng)關(guān)。再通過接收數(shù)據(jù)功能塊接收響應(yīng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的功能。