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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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基于Modbus與以太網(wǎng)通訊的供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

基于Modbus與以太網(wǎng)通訊的供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

 

一、項(xiàng)目概述

圖一、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)配置

RS485Modbus通訊:RS485總線以雙絞線為物理介質(zhì),工作在半雙工的通信狀態(tài)下,即同一時(shí)刻,總線上只能有一個(gè)節(jié)點(diǎn)成為主節(jié)點(diǎn)而處于發(fā)送狀態(tài),其他所有節(jié)點(diǎn)必須處于接收狀態(tài),同時(shí)RS485通訊采用令牌環(huán)式的工作方式 ;其最大傳輸距離約為1200米,最大傳輸速率為10Mb/s,目前該通訊應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

水泵控制器: S7-300PLC系統(tǒng)通過(guò)RS485Modbus通訊可以對(duì)水泵控制器發(fā)送啟動(dòng)及停止指令,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)水泵的遠(yuǎn)程控制;同時(shí)S7-300PLC系統(tǒng)還可以讀取水泵控制器中個(gè)水泵的工作狀態(tài)及壓力流量等參數(shù),S7-300PLC系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)將這些參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

電力儀表:用于檢測(cè)泵站供電線路的電壓、電流等電力參數(shù)。

三 、通訊協(xié)議

(一)、通訊參數(shù):

通訊參數(shù)設(shè)置9600,n,8,1,即波特率為9600bps,8個(gè)數(shù)據(jù)位,1個(gè)停止位,無(wú)奇偶校驗(yàn)。

(二)、通訊規(guī)約:

傳送方式 MODBUS RTU通訊規(guī)約。

(三)、Modbus功能說(shuō)明:

主機(jī)查詢:查詢消息幀包括設(shè)備地址碼、功能碼、數(shù)據(jù)信息碼、校驗(yàn)碼。地址碼表明要選中的從機(jī)設(shè)備功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能,例如功能代碼03或04是要求從設(shè)備讀寄存器并返回它們的內(nèi)容;數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的其它附加信息,如在讀命令中,數(shù)據(jù)段的附加信息有從何寄存器開(kāi)始讀的寄存器數(shù)量;校驗(yàn)碼用來(lái)檢驗(yàn)一幀信息的正確性,為從設(shè)備提供了一種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正確的方法,它采用CRC16的校準(zhǔn)規(guī)則。

從機(jī)響應(yīng):如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng),在回應(yīng)消息中有從機(jī)地址碼、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼和CRC16校驗(yàn)碼。數(shù)據(jù)信息碼包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù):如寄存器值或狀態(tài)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生,我們約定是從機(jī)不進(jìn)行響應(yīng)。

      傳輸方式是指一個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)一系列獨(dú)立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及用于傳輸數(shù)據(jù)的有限規(guī)則,下面定義了與MODBUS協(xié)議-RTU方式相兼容的傳輸方式。每個(gè)字節(jié)的位:1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、(奇偶校驗(yàn)位)、1個(gè)停止位有奇偶校驗(yàn)位時(shí))或2個(gè)停止位(無(wú)奇偶校驗(yàn)位時(shí))。

數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu):即報(bào)文格式:

 

1.功能03:讀保持寄存器

說(shuō)明: 讀取一個(gè)或多個(gè)保持寄存器中的二進(jìn)制值,所支持的最大保持寄存器數(shù)量為100個(gè)。

查詢: 查詢信息規(guī)定了要讀的寄存器起始地址及寄存器的數(shù)量,至少查詢1個(gè)字,即2個(gè)字節(jié)。其中低地址為字的高位,高地址為字的低位。

舉例-查詢:從寄存器(字地址:8)開(kāi)始讀3個(gè)字即6個(gè)字節(jié)的寄存器的內(nèi)容

 

     址碼在幀的開(kāi)始部分,由一個(gè)字節(jié)(8位二進(jìn)制碼)組成,十進(jìn)制為0~255,在我們的系統(tǒng)中只使用1~247,其它地址保留。這些位標(biāo)明了用戶指定的終端設(shè)備的地址,該設(shè)備將接收來(lái)自與之相連的主機(jī)數(shù)據(jù)。每個(gè)終端設(shè)備的地址必須是唯一的,僅僅被尋址到的終端會(huì)響應(yīng)包含了該地址的查詢,當(dāng)終端發(fā)送回一個(gè)響應(yīng),響應(yīng)中的從機(jī)地址數(shù)據(jù)告訴了主機(jī)那臺(tái)終端與之進(jìn)行通信。

字段名

數(shù)值(16進(jìn)制)

從機(jī)地址

02

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