基于MODBUS总线高压软起动装置液晶显示界面的设计

 

　　1 引言

　　现代工业自动控制系统朝智能化、网络化和开放式结构的方向发展。实现不同种自动化设备之间通信是系统集成的关键。现场控制设备具有通信功能，便于构成工厂底层控制网络。通信标准的公开、一致，使系统具备开放性，设备间具有互可操作性。功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。控制功能下放到现场，使控制系统结构具备高度的分散性。利用现场总线技术，将符合同一标准的各种智能设备统一起来，彻底实现整个监测系统的分散控制，将提高系统集成度和数据传输效率、延长有效控制距离，并有利于提高系统抗干扰性能和扩展系统功能。

　　2 MODBUS协议简介

　　MODBUS协议是应用于电子控制器的一种通讯语言。利用这个协议，控制器相互之间(例如485、232C等)，控制器通过网络(例如以太网)和其他设备之间进行通讯。它定义了一种控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是通过何种网络实现;描述的是控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦错并记录;制定了消息域格局和内容的公共格式。MODBUS通讯规约按照主从设备来规定，如：主站一次可向一个或所有从站发送通信请求(或指令)，主设备通过消息帧的地址域来选通从设备。主站发送的消息帧的内容和顺序为：从站地址(设备地址)、功能码、数据域(数据起始地址、数据量、数据内容)、CRC校验码;从站应答的信息内容和顺序与主站信息帧基本相同。MODBUS除了定义通信功能码之外，同时还定义了出错码，标志出错信息。主站接收到错误码后，根据错误的原因采取相应的措施。从站应答的数据内容依据功能码进行响应。例如功能代码03要求读取从站设备中保持寄存器的内容。

　　2.1 MODBUS通讯传输模式

　　MODBUS通讯实现有两种传输模式(ASCII或RTU)，ABB公司的50系列PLC产品采用的是RTU(远程终端单元)模式，在消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。

　　代码系统：

　　· 8位二进制，十六进制数0...9，A...F。

　　· 消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成每个字节的位。

　　· 1个起始位。

　　· 8个数据位，最小的有效位先发送。

　　· 1个奇偶校验位，无校验则无。

　　· 1个停止位(有校验时)，2个Bit(无校验时)。

　　· 错误检测域，CRC(循环冗长检测)。

　　基于RS485的RTU模式MODBUS通讯格式为：

　　它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位，以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。

　　2.2 MODBUS通讯查询回应功能

　　(1)查询 查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。

　　(2)回应 如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：象寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。