本文主要介绍两部分：1.简单介绍Modbus通讯相关知识；2.通讯案例详解；

一．Modbus通讯介绍

1.通讯概述

Modbus具有两种串行传输模式：分别为ASCII和RTU。Modbus是一种单主站的主从通信模式，Modbus网络上只能有一个主站存在，主站在Modbus网络上没有地址，每个从站必须有唯一的地址，从站的地址范围为0 - 247，其中0为广播地址，从站的实际地址范围为1 - 247。Modbus RTU 使用主/从站网络，其中整个通信仅由一个主站设备触发，而从站只能响应主站的请求。主站将请求发送到一个从站地址，并且只有该地址上的从站做出响应。

Modbus RTU是用于网络中通信的标准协议，使用 RS232 或 RS422/485 连接在网络中的 Modbus 设备之间进行串行数据传输。

 注：Modbus 从站地址为 0 时会向所有从站发送广播帧(从站均不响应)。

2.Modbus 通讯协议

Modbus的通讯协议可在网上查阅相关详细资料，这里简单说明：数据传送帧结构顺序是，主站和从站/从站和主站之间的数据通信从从站地址开始，接下来是功能代码。随后传输数据。数据字段的结构取决于使用的功能代码。帧的最后传送的是校验和 (CRC)。

用于读取数据的功能代码：

用于写入数据的功能代码：

二．通讯案例详解

案例背景：一套以西门子S7_1200PLC作为控制器的控制系统(带HMI面板)，与一套加湿器控制系统(单片机)进行Modbus RTU通讯，读取和写入加湿器数据，并通过控制面板进行显示和设置加湿器参数，以及通过HMI面板手动控制加湿机的充水、排水、加湿和停机。(与除湿机的通讯只是该项目中的一部分，这里只介绍与加湿机的通讯部分，其他控制部分未说明)加湿器的参数如下图

 注：PLC的控制系统作为主站，加湿器控制系统为从站

1.  硬件及软件需求

硬件：CPU 1215C AC/DC/Rly(订货号：6ES7 215-1BG40-0XB0)

CM 1241 (RS422/485)(订货号：6ES7 241-1CH32-0XB0)

HMI面板KTP1200Basic PN(订货号：6AV2 123-2MB03-0AX0)

屏蔽电缆(用于通讯)

注：本项目采用RS485接线方法， 3号针脚--RS485信号 B(+) ；8号针脚--RS485信号A(-)；5号针脚--接屏蔽等电位点。

软件：博途V15(或其他)

2. 硬件组态

①通讯模块组态：设置好传输率=9.6Kbps、奇偶校验、数据位和停止位，其它保持默认。

启用PLC系统时钟

②设备和网络组态：添加HMI面板，并组态网络连接。

3.数据发送和接受缓冲区设置

①根据加湿机系统的点数表找到需要的参数，加湿机的点数表需提供地址、变量名、功能码、数据类型等，本项目需用到的参数我已飘绿并进行了标注说明。下面介绍如何使用这些变量。

②创建数据发送和接收缓冲区

在软件中单独创建一个DB数据块，用来作为数据发送和接收的缓冲区。

缓冲区如何设置？举一个例子(其他按照该方法操作即可)

加湿机充水阀、排水阀状态参数如下：

在DB块中建立数组名Read_DI_Array，数据类型为Bool型。

注：数组长度要大于读取参数数量，这里设置数组长度为6(0~5)

到这里，所有的前期工作已经完成，到了进行软件编程的环节。

4.软件编程

①　创建一个FB数据块作为Modbus通讯程序块，然后在Main[OB1]组织块中调用该程序块。

②　调用MB_COMM_LOAD指令，会自动生成背景数据块。对每个通讯端口进行组态。

程序快几个主要端口引脚组态说明：

REQ：连接系统时钟的首次循环变量地址%M1.0 (FirstScan(1))。

PORT：连接通信的通信模块的硬件标识符，在PLC变量表里的系统变量里找到。

MB_DB:连接参数在这里必须与 Modbus_Master的MB_DB参数相连。

波特率BAUD、奇偶校验PARITY和前面设置一样。

③　调用Modbus_Master指令

MB_ADDR:加湿机从站地址为1。

DTAA_ADDR:数据起始地址

DATA_LEN:访问的数据位数或字的个数

DATA_PTR:在前面建立的数据发送接收缓冲区，在这里将用到。表示指向要进行数据写入或数据读取的标记或数据块地址。

对加湿机参数数据位、字的读取和写入，该项目中使用到了多个Modbus_Master指令，一定要采集用轮询的方式。否则读写的数据会报错。轮询方式如下：

前一个Modbus_Master的完成位DONE作为下一个Modbus_Master的数据请求位REQ

5.    HMI画面组态

①　创建一个加湿机参数画面“加湿机参数”

②　设计编辑画面：如下

③　变量连接

举例：加湿机需求量地址为30001，在PLC中对应DB数据块Master_HR的Read_AI数组的第一个元素Master_HR_Read_AI_Array{0}，在过程----变量中拖拽即可。画面中其他参数组态按照该方式依次组态完成即可。

注：PLC的变量一定与加湿机的变量地址对应好。

至此一个完整的通讯项目已经完成。

—THE END—

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