Modbus在两个PLC之间通讯研究
摘要：随着工业技术发展，尤其在自动化控制领域，人们越来越注重：高性价比的通讯方式。本文在阐述Modbus的基本原理和数据传送模式基础上，分析了Modbus通信的特点。给出了浙江某城市污水处理项目，使用Modbus通讯的实例。实现了Step7 200中，不同cpu之间的相互通讯，数据相互传输。实践证明：Modbus通讯具有性能稳定，安全可靠，传输距离远等特点。
关键词：Modbus；数据传送 ；相互通讯
Step7 200指令库中有Modbus协议的子程序和终端服务程序。Modbus 协议只有一个主站 ， 可以有1～247 个从站 。Modbus 通信只能从主站发起 ， 从站接受。此外Modbus从站库仅支持端口0通讯。
1 .Modbus通信协议
Modbus 协议是法国施耐德公司推出的一个全开放的“主从式（Master/Slave）”通信协议，通过此协议，控制器之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以进行通信。它的开放性、可扩充性和标准化使它成为一个通用工业标准。
1.1.Modbus通讯特点
1.1.1.标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。
1.1.2.Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
1.1.3.Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。
1.2. Modbus传输方式：
在ModBus系统中有两种种传输模式可选择。这两种种传输模式与从机PC通信的能力是同等的。选择时应视所用ModBus主机而定，每个ModBus系统只能使用一种模式，不允许两种模式混用。一种模式是ASCII（美国信息交换码），另一种模式是RTU（远程终端设备）
ASCII可打印字符便于故障检测，而且对于用高级语言（如Fortran）编程的主计算机及主PC很适宜。RTU则适用于机器语言编程的计算机和PC主机。
用RTU模式传输的数据是8位二进制字符。如欲转换为ASCII模式，则每个RTU字符首先应分为高位和低位两部分，这两部分各含4位，然后转换成十六进制等量值。用以构成报文的ASCII字符都是十六进制字符。ASCII模式使用的字符虽是RTU模式的两倍，但ASCII数据的译码和处理更为容易一些，此外，用RTU模式时报文字符必须以连续数据流的形式传送，用ASCII模式，字符之间可产生长达1s的间隔，以适应速度较慢的机器。本文案例主要采用RTU通信模式。
2. Modbus通信在浙江某城市污水处理项目中的应用
该项目使用Step7 200 含有的I/O点共有160个，如果用单个cpu226，无法满足要求，故使用两个cpu。因为自动化程序要求很高，所以cpu之间必须满足相互通讯，相互连锁。
2.1.硬件需求
2台CPU226，一台EM243，2台EM223（32入/32出），8台EM231，3台EM232
用串口电缆连接 Modbus 主从站 ， 可在线监控，实时数据传输。连接如图1所示。
图1 PLC模块之间的通讯连接
2.2. Modbus之间的软件实现
2.2.1.从站组态说明
2.2.1.1.初始化Modbus从站，将从站地址Mode设为1，波特率设为9600，无校验，无延迟。每次扫描时执行Modbus_Slave
2.2.2.主站组态说明
2.2.2.1.每次扫描时调用 MBUS_CTRL 指令来初始化和监视Modbus主站设备 。Modbus主设备设置为9600 波特，无奇偶校验 。允许有1S钟的应答时间。
2.2.2.2. MBUS_MSG指令读取从站的地址 Addr的数值 。保持寄存器存储区DataPtr从VB200开始，长8个字节。
将程序分别下载到主站PLC和从站PLC中。用PPI电缆线连接主站PLC，并分别将主从站PLC设为RUN。进行在线监控。Modbus通讯可以满足，从站读取的模拟量，主站可以同步读取传输：主站的命令，从站可以完全执行。
3. 结束语
自本通讯系统运行以来，PLC与Modbus间的通讯一直正常，从未出现过任何软、硬件故障以及其它干扰现象，有效地保证了自动控制系统的正常运行。可见，PLC之间使用Modbus通讯是一种行之有效的方法。PLC和上位机WINCC可以读取仪表中温度测量值、设定值等，同时可以远程设置继电保护装置和直流屏设备中的数据，极大地方便了现场的控制和操作。由此看来，利用Modbus通讯可以很好解决两个或者多个PLC之间的通讯，尤其在分布式控制系统中，这种通讯是一个值得推广的方式，在电力自动控制系统中，一定会取得更加成功的应用。
参考文献：
[1]韩婷 郭彤颖 邱继红 魏宏基 Modbus通信在城市轻轨变频器控制中的应用
[2]GB 19582.3—2004 基于MODBUS协议的工业自动化网络规范
[3]陈柏金 通用串行口访问Modbus现场控制网络
