使用modbus采集模塊協(xié)議通信及設(shè)備反應(yīng)

modbus網(wǎng)絡(luò)是只有一個(gè)主機(jī)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(yuǎn)程從屬控制器，但實(shí)際上所支持的從機(jī)數(shù)量是要根據(jù)所使用的通信設(shè)備來決定的。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(duì)于數(shù)據(jù)采集模塊來說也不過是在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊平臺(tái)基礎(chǔ)上的通信模塊，將通信芯片還有存儲(chǔ)芯片等等都集成在一塊電路板上，讓其具有發(fā)送通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊平臺(tái)，收發(fā)短消息和語音通話還有數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/span>如DAM-8021,DAM-3088等。

而對(duì)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(xiàn)場的總線協(xié)議，已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間常用的連接方式。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)主機(jī)，所有通信都由他發(fā)出采用這個(gè)系統(tǒng)，各PC可以和中心主機(jī)交換信息而不影響各PC執(zhí)行本身的控制任務(wù)。同時(shí)還具有協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化開放化，兼容多種電氣接口，幀格式簡單緊湊，通俗易懂，用戶使用容易，廠商開發(fā)簡單諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用作為工業(yè)現(xiàn)場總線。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還包括了硬件以及軟件，還可以應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)采集以及過程監(jiān)控。

像如果是在一些環(huán)境惡劣的現(xiàn)場，沒有那種可以安放工控主機(jī)的條件，這種情況下客戶還需要讀取，同時(shí)得記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù)，那么就只能通過HMI設(shè)備的腳本，做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和換算了。比如簡單的SCALE換算，考慮到除了SCALE換算，還會(huì)涉及到一些數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等。如果HMI的數(shù)值原件直接讀取地址，那該多方便。那么就需要將各種轉(zhuǎn)換、換算技成，最終傳送給HMI寄存器，這就需要用到腳本語言了。

其實(shí)modbus協(xié)議是一個(gè)master/slave架構(gòu)的協(xié)議。有一個(gè)節(jié)點(diǎn)是master節(jié)點(diǎn)，其他使用這個(gè)協(xié)議參與通信的節(jié)點(diǎn)是slave節(jié)點(diǎn)。每一個(gè)slave設(shè)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(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)可以啟動(dòng)一個(gè)命令。在以太網(wǎng)上，任何一個(gè)設(shè)備都能發(fā)送一個(gè)modbus命令，但是通常也只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)設(shè)備啟動(dòng)指令。一個(gè)命令包含了打算執(zhí)行的設(shè)備的地址。所有設(shè)備都會(huì)收到命令，但只有指定位置的設(shè)備會(huì)執(zhí)行及回應(yīng)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(shè)備都會(huì)運(yùn)行，不過不回應(yīng)指令。所有的命令包含了檢查碼，以確定到達(dá)的命令沒有被破壞?；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(shè)備回送一個(gè)或者多個(gè)其寄存器中的數(shù)據(jù)。

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(shè)計(jì)上，在實(shí)時(shí)性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性等方面滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要，是繼現(xiàn)場總線之后發(fā)展起來，以太網(wǎng)總線采集模塊發(fā)現(xiàn)它是最被認(rèn)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(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)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(dāng)?shù)膽?yīng)用層和用戶層協(xié)議，使以太網(wǎng)和TCP/IP技術(shù)真正應(yīng)用到控制層，延伸到現(xiàn)場層，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(yīng)用全然不是同一個(gè)概念。

之后隨著計(jì)算機(jī)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(yīng)用，而且設(shè)備成本不斷下降，速度也不斷提高。由于具有無可比擬的價(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(nèi)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使以太網(wǎng)技術(shù)費(fèi)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(fèi)用。以太網(wǎng)技術(shù)的穩(wěn)定性可靠性都得到檢驗(yàn)，能夠完全勝任控制環(huán)境中對(duì)實(shí)時(shí)性、可靠性、抗干擾性的嚴(yán)格要求。在與傳統(tǒng)現(xiàn)場總線的對(duì)比測試中，以太網(wǎng)顯示出了明顯的優(yōu)勢，可以滿足控制系統(tǒng)各個(gè)層次的要求，于是很多廠家就提出了基于傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的方案。

然而因?yàn)閭鹘y(tǒng)以太網(wǎng)采用了沖突檢測載波偵聽多路訪問機(jī)制，同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備共享傳輸介質(zhì)，在總線競爭時(shí)都處于相同地位，會(huì)造成不確定的延時(shí)等問題。也就是說，傳統(tǒng)以太網(wǎng)是一種非確定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，直接用作工業(yè)現(xiàn)場總線會(huì)存在一些問題。于是人們就對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)進(jìn)行改造或在傳統(tǒng)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，提出了基于以太網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的方案，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(duì)于數(shù)據(jù)采集來說，以太網(wǎng)有著兩個(gè)其他普通PC外部總線所沒有的優(yōu)勢，極長的電纜長度和分布式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。測量位置的距離超過了USB電纜五米的最大長度時(shí)，以太網(wǎng)就是一個(gè)非常理想的選擇。一條CAT 5E電纜在長度超過一百米后，才會(huì)需要交換機(jī)或路由器將信號(hào)中繼延伸到更遠(yuǎn)的地方，除此之外，很多公司的IT部門已經(jīng)將千兆以太網(wǎng)作為其企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施。