Tabelis 6.3 on näidatud kontaktide määramine 2-ga pistikutele juhtmega ühendus RS-485 kaudu ja tabelis 6.4 RS-232 kaudu

Tabel 6.3

Pistikukontaktide otstarve RS-485 kaudu ühendamisel

Tabel 6.4

Pistikukontaktide otstarve RS-232 kaudu ühendamisel

2-juhtmelise ühenduse tüübi kaablitena määratleb standard topeltvarjestatud keerdpaari kategooriasse 4 (kuni 600 m) või 5 (kuni 1000 m), kus üks paar sisaldab tasakaalustatud signaale D0 ja D1 ning teine ​​ühist. signaali maandus. Soovitatavad kaablivärvid: D1 kollane; D0 pruun; Harilik hall.

Näide 6.6. MODBUS. MODBUS RTU võrguühenduse skeem.

Ülesanne . Joonistage võrguühenduste skeem MODBUS RTU siini 2-juhtmelise rakendamise jaoks järgmiste sõlmedega:

- PLC1: VIPA CPU 115SER 6BL32 (Master) sisseehitatud kaudu jadaport protsessori moodul;

- PLC2: TSX Twido TWDLMDA40DTK (Slave) sidemooduli TWD NOZ 485T kaudu

- PLC3: TSX Twido TWDLMDA40DTK (Slave) sidemooduli TWD NOZ 485T kaudu

Lahendus . Joonisel 6.25 on näidatud antud ülesande võrguühenduste skeem. Võrgurajatiste spetsifikatsioon on toodud tabelis 6.5.

Nagu on näha jooniselt 6.25, on PLC1 ühendatud siiniga läbi passiivkarbi, õigemini läbi klemmiploki, mis on põhimõtteliselt samaväärne. Selle põhjuseks on asjaolu, et ühendused PLC-ga tehakse 9-kontaktilise SUB-D pistiku abil, mis eeldab oma kaabli väljatöötamist, mille ühendusskeem (ristmik) pistiku ja klemmiplokiga on näidatud. põhiskeemi all.

Seega tuleb KM2 kaabli juhtmed KK1 pistiku külge joota.SER-i pesa tihvtide määramine ei kattu standardse pesaga. Tihvtid 8 ja 3 (vastavalt A (D0) ja B (D1)) lähevad ühte paari, seejärel ühendage XT1:1 ja XT1:2; 5 ja 6 (vastavalt M5V (-5 V) ja P5V (+5 V)) lähevad teise KM2 kaabli keerdpaari külge. Kaitsepinge (asümmeetria) rakendamiseks vastavalt standardile on vajalik 5 V toide. PealegiM5Von signaali maandus (tavaline).

Kaabel KM2 ühendatakse XT1-ga vastavalt joonisel 6.25 näidatud skeemile. Kaabli varjestus ühendatakse signaalimaandusega vastavalt standardi nõuetele. Tuleb meeles pidada, et selles süsteemis olev VIPA PLC on juht, seetõttu tuleb selles kohas rakendada kaitsenihke ja varjestus-maaühendused. Kaitse eelpinge toodetakse kasutades 5V võimsust, mis võetakse SER-pordist ja kahest takistist.

Tabel 6.5.

Võrgurajatiste spetsifikatsioon

PLC2 ja PLC3 on siiniga ühendatud klemmiplokiga sidemooduli abil. See võimaldab teil luua ühenduse ilma harudeta. Kuid plokk ei paku varjestusele ühenduskohta, seega varjestatakse kaabel eraldi.

Realiseeritakse liinilõpetajad jadaühendus takistid ja kondensaatorid, sest siin on kallutatud.

Noh, on aeg kaaluda, milline on protokoll Modbus TCP protokollist erinev Modbus RTU. Kuna erinevusi pole väga palju, ei tule artikkel väga pikk.
Niisiis, eelmises funktsioonide artiklis Modbus RTU saate teada, mis funktsioonid on ja nende kahendvormingus. Nüüd tasub öelda, mis see on Modbus TCP kuidas seda kasutatakse ja mille poolest see standardist erineb Modbus RTU.

ModbusRTUTCP kauduühend

Lihtsaim viis vahetada Modbus sõnumeid võrgu kaudu – lihtne edastada Modbus RTU paketid kaudu TCP pesa(ühend). Sel juhul on paketivorming sama, mis puhul Modbus RTU protokolli. Põhimõtteliselt võib see seda tüüpi protokolli lõppeda.

ModbusTCP

Vahetuseks Modbsu sõnumeid üle võrgu otsustas kasutada muudetud protokolli. Võtsime standardse Modbus RTU ja muutis seda veidi. Esiteks eemaldasime sellest viimased 2 baiti CRC16. Kuna iga TCP/IP pakett sisaldab oma kontrollsummat, otsustasime, et seda pole vaja uuesti kontrollida. Lisaks eemaldati esimene bait Orja ID. Põhimõtteliselt, nagu hiljem näha, seda ei eemaldatud, vaid lihtsalt nimetati ümber. Need on baidid, ilma Orja ID Ja CRC16 helistas PDU – protokolli andmeüksus.

Näiteks võtame taotluse Modbus RTU, mis loeb mitut HOIDMINE registreerib seadmest nr 17 (alluva ID = 17)

Nüüd eemaldame esimese ja viimase 2 baiti. Saame PDU!

Sellega tundub kõik selge. Nüüd, et saada täispakett Modbus TCP peame lisama ees MBAP päis – Modbusi rakenduse päis. Need. peame lisama mõne päise. See päis sisaldab Tehingu ID, Protokolli ID, Pikkus Ja Üksuse ID.

Tehingu ID– 2 baiti, mille klient määrab iga päringu kordumatuks tuvastamiseks. Need. see on lihtsalt number vahemikus 0 kuni 65535, mis on iga päringu jaoks kordumatu.

Protokolli ID– 2 baiti, mis määravad protokolli versiooni. Praeguses rakenduses peaks alati olema 0x00 0x00

Pikkus– 2 baiti, mis määravad paketi pikkuse (välja arvatud baidid Protokolli ID, Tehingu ID Ja Pikkus)

Üksuse ID– selle käsuga küsitava seadme kordumatu aadress. Identselt Orja ID.

Väike kõrvalepõige adresseerimise kohta. See võib tunduda ebavajalik, kuna TCP ühendus saab määrata ainult kindlale IP-aadressile ja pordile. Need. meil on juba konkreetne serveri aadress, seega määramine Üksuse ID pole päris selge.

Kuid tegelikult on üsna tavaline, et mõni server lihtsalt marsruudab Modbus RTU päringud teistele seadmetele, mis on sellega ühendatud erinevaid kanaleid(LAN, jadaport, CAN-liides). Seetõttu saab klient kasutada Modbus TCP server lüüsina ( Värav), et suhelda selle taga olevate seadmetega.

Näide Modbus TCP serverist, mida kasutatakse lüüsina päringute ümbersuunamiseks Modbus RTU seadmetele

Siin on näide elust. On olemas teatud seade, mis põhineb Linuxil. See seade ulatub välja Modbus TCP server. Iga klient saab pordi 502 avaliku IP-aadressiga ühenduse luua ja algatada Modbus TCPühend. Sellele Linuxi seade andurid on ühendatud RS485 jadapordi kaudu. Andureid on palju, need on väga lihtsad ja neid ei saa Internetiga ühendada, neil on ainult RS485 port ja nad saavad aru ainult Modbus RTU. Sellepärast kliendid saadavad Modbus TCP päringud Üksuse ID andurid sisse Modbus TCP Server. Server dekodeerib Modbus TCP päring ja teisendab selle Modbus RTU ja saadab RS485 porti. Pärast seda, kui andur sellele reageerib, muundub see Modbus RTU vasta sisse Modbus TCP vastata ja saadab selle tagasi Modbus TCP taotluse algatanud kliendile. Seega saate vaid ühe avaliku IP-aadressiga veebis küsitleda sadu andureid, mida ei saa isegi Internetti või kohalikku võrku ühendada.

Ja nüüd visuaalne diagramm, kuidas see erineb Modbus RTU päring alates Modbus TCP nõuda.

Vaatame kahe päringu baitide näidet:

Vastuse näidis:

Nagu näete, teisendage taotlused vahel Modbus RTU Ja Modbus TCP väga lihtne. Kuigi rakendamine Modbus RTU TCP võib tunduda lihtsaim viis taotluste suunamiseks, kuid tegelikult Modbus TCP on mitmeid positiivseid punkte:

• Pole vaja arvutada CRC16
• Vastuse/päringu paari on võimalik tuvastada kasutades Tehingu ID
• Saate hõlpsasti lisada oma protokolli versioone, muutes konstanti Protokolli ID

Modbusi protokolli sõnumi struktuur on järgmine:

1. alam aadress on seadme aadress, millele seda sõnumit Modbusi protokoll. Seadmed vastavad ainult neile spetsiaalselt adresseeritud sõnumitele. Vastus algab alluva aadressiga. Aadress varieerub vahemikus 1…247. Aadress 0 Modbusi protokolli teates on reserveeritud levisõnumitele, 248...255 on reserveeritud aadressid.
2. funktsiooni number – 1 bait andmeid.
3. andmed – see väli sisaldab teavet täidetava funktsiooni kohta või andmeid, mille alamseade saadab Modbusi protokolli ülemseadmele.
4. vigade tuvastamise plokk (CRC) – kontrollsumma, mis arvutatakse kõigi eelmiste baitide põhjal, kasutades ümmarguse ja bittide kõrvaldamise algoritmi.

Pange tähele, et Modbus-protokolli kaudu lugemisel saate ühes sõnumis lugeda reas paiknevate diskreetsete või analoogsisendite ja -väljundite väärtusi, st määrata esimese väärtuse aadressi ja nende numbri.

Vaatame peamist standardfunktsioonid nende koodide järgi (kümnend- ja kuueteistkümnendsüsteemis):
1 (0x01) – mitme diskreetse väljundi lugemine
2 (0x02) - mitme diskreetse sisendi lugemine
3 (0x03) - mitme vaheregistri või analoogväljundi lugemine
4 (0x04) – mitme analoogsisendi lugemine
Kui näiteks päringus genereeritud diskreetsete sisendite arv ei ole kaheksakordne, ümardatakse väärtuste baitide arv väärtuseni suur pool ja vastavalt, et saada näiteks 15 diskreetse sisendi väärtusi, võrdub see arv kahe baidiga.
Enne Modbusi sõnumiandmeid edastatakse üks bait, mille väärtus on andmebaitide arv.
5 (0x05) - salvestage ühe väärtus diskreetne väljund
6 (0x06) - ühe analoogväljundi või registri väärtuse kirjutamine
Modbusi käsk koosneb aadressist ja tegelikust väärtusest (2 baiti). Tavaline vastus on Modbusi protokolli päringu kordamine.
15 (0x0F) - väärtuste kirjutamine mitmele diskreetsele väljundile
16 (0x10) - kirjutab mitme analoogväljundi või registri väärtused
Vastus koosneb registri algusaadressist ja muudetud väärtuste arvust.
Modbusi protokolli päringu/vastuse näide:

Edastusvead jagunevad kahte tüüpi - edastusmoonutused ja loogilised. Moonutust jälgib "vaikuse" aeg. Tavaline sõnumitevaheline aeg on aeg, mis kulub 3,5 tähemärgi edastamiseks. Kui Modbusi protokolli sõnumi edastamise ajal tekib üle 1,5 märgi pikkune paus, siis pakett tühistatakse.

Modbusi protokollis ilmnevad loogilised vead, kui alamseade ei saa teadet üldse vastu võtta või võtab selle vastu, kuid tekitab vea. Sel juhul diagnoositakse viga ajalõpu abil. Slave võtab päringu vastu, kuid ei saa seda töödelda (näiteks pääseb ligi olematule aadressile) – sel juhul saadetakse veateade.

Taotluse Modbusi veateate näide:

Standardsed Modbusi protokolli veakoodid:
01 - Funktsiooni ei saa alamseadmes töödelda.
02 - olematu andmeaadress.
03 – päringu andmevälja väärtus on salve jaoks kehtetu.
04 – Slave toimingu sooritamise katse ajal ilmnes saatuslik viga.
05 – Slave võttis taotluse vastu ja hakkas seda töötlema, kuid see võtab aega. See kood takistab kaptenil ajalõpu tõrget tegemast.
06 – alamseade on hõivatud käsu töötlemisega. Ülemseade peab sõnumi hiljem uuesti saatma, kui alamseade on vaba.
07 - Slave ei saa päringu kaudu funktsiooni täita. Kapten peab saatma taotluse diagnostiline teave või saada alluvalt veateavet.
08 - Slave proovib lugeda mäluala, kuid tuvastatakse paarsusviga. Kapten võib taotlust korrata, kuid tavaliselt on sellistel juhtudel vaja remonti.

Modbus TCP raami struktuur:

Kus:
Tehingu ID – kaks baiti
Protokolli ID – kaks baiti (neli nulli)
paketi pikkus - kaks baiti, järgnevate sõnumiväljade suurus
alam aadress – alamseadme aadress, millele Modbusi protokolli päring on adresseeritud.
Modbus TCP protokolli eripäraks on kontrollsumma puudumine, kuna transporditase TCP-protokoll kontrollib CRC-d. Seetõttu pole kontrollsumma kontrollimine RTU formaadis mõttekas.

Sellest artiklist saate teada Modbus TCP protokolli kohta, mis on Modbus RTU protokolli edasiarendus. Ingliskeelne versioon Artiklid on saadaval aadressil ipc2u.com.

Kuhu saata Modbus TCP käsk?

Etherneti võrgus on seadme aadress selle IP-aadress. Tavaliselt asuvad seadmed samas alamvõrgus, kus IP-aadressid on erinevad viimased numbrid 192.168.1.20 kui kasutatakse kõige tavalisemat alamvõrgu maski 255.255.255.0.

Liides on võrk Ethernet, andmeedastusprotokoll – TCP/IP.

Kasutatud TCP port: 502 .

Modbus TCP protokolli kirjeldus

Modbus TCP käsk koosneb Modbus RTU sõnumiosast ja spetsiaalsest päisest.

Modbus RTU sõnumist eemaldatakse SlaveID aadress alguses ja CRC kontrollsumma lõpus, mis moodustab PDU, Protocol Data Unit.

Allpool on näide Modbus RTU taotlusest saada AO analoogväljundi väärtus (hoidmisregistrid) registritest #40108 kuni 40110 seadme aadressiga 17.

11 03 006B 0003 7687

Loobume SlaveID seadme aadressist ja CRC kontrollsummast ning saame PDU:

03 006B 0003

Saadud PDU sõnumi algusesse lisatakse uus 7-baidine päis nimega MBAP Header (Modbus Application Header). Sellel päisel on järgmised andmed:

Tehingu identifikaator: Master määrab iga päringu kordumatuks tuvastamiseks 2 baiti. Võib olla ükskõik milline. Slave kordab neid baite vastuses, kuna Slave'i vastuseid ei pruugita alati päringutega samas järjekorras vastu võtta.

Protokolli identifikaator: 2 baiti määrab Master, alati = 00 00, mis vastab Modbusi protokollile.

Pikkus: 2 baiti määrab Master, identifitseerides baitide arvu järgnevas sõnumis. Loendab alates ühiku identifikaatorist kuni sõnumi lõpuni.

Üksuse identifikaator: 1 bait on seatud Master-le. Slave-seade kordab, et alluvseade unikaalselt tuvastada.

Kokku saame:

Vastuseks Modbus TCP-lt Orjaseadmed saame:

0001 0000 0009 11 03 06 022B 0064 007F

Analoogväljundi registri AO0 väärtus on 02 2B HEX või 555 kümnendkohana.

Analoogväljundi registri AO1 väärtus on kümnendsüsteemis 00 64 HEX või 100.

Analoogväljundi registri AO2 väärtus on kümnendsüsteemis 00 7F HEX või 127.

Modbus TCP käsutüübid

Siin on tabel funktsioonikoodidega Modbus TCP registrite lugemiseks ja kirjutamiseks.

Kuidas saata Modbus TCP käsku diskreetse väljundi lugemiseks? Käsk 0x01

Seda käsku kasutatakse DO digitaalväljundi väärtuste lugemiseks.

PDU päring määrab esimese DO-registri algusaadressi ja järgneva arvu DO-väärtusi. PDU-des adresseeritakse DO-väärtusi alates nullist.

DO väärtused vastuses on ühes baidis ja vastavad bittide tähendusele.

Bitiväärtused on määratletud kui 1 = ON ja 0 = OFF.

Esimese andmebaidi kõige vähem oluline bitt sisaldab DO väärtust, mille aadress oli päringus määratud. Ülejäänud DO väärtused liiguvad kasvavas järjekorras kõige olulisema baidi väärtuseni. Need. paremalt vasakule.

Kui nõuti vähem kui kaheksa DO väärtust, täidetakse vastuse ülejäänud bitid nullidega (madala baidi kuni kõrge baidi suund). Baitide arvu väli Baitide arv edasi näitab vastuses olevate andmete täielike baitide arvu.

Väljundite DO0-1 olekud kuvatakse baidi 02 hex väärtustena või kahendsüsteem 0000 0010.

DO1 väärtus on paremalt teine ​​ja DO0 väärtus on paremalt esimene (LSB).

Ülejäänud kuus bitti täidetakse täisbaidini nullidega, sest neid ei nõutud.

Diskreetsed väljundmoodulid: ioLogik E1211, ET-7060, ADAM-6060

Kuidas saata Modbus TCP käsku diskreetse sisendi lugemiseks? Käsk 0x02

Seda käsku kasutatakse DI väärtuste lugemiseks.

DI päring ja vastus on sarnased DO päringule.

Väljundite DI 0-1 olekud kuvatakse baidi 03 hex väärtustena või binaarselt 0000 0011.

DI1 väärtus on paremalt teine ​​ja DI0 väärtus paremalt esimene (LSB).

Ülejäänud kuus bitti täidetakse nullidega.

Diskreetsed sisendmoodulid: ioLogik E1210, ET-7053, ADAM-6050

Kuidas saata Modbusi TCP käsku analoogväljundi lugemiseks? Käsk 0x03

Seda käsku kasutatakse AO analoogväljundite väärtuste lugemiseks.

AO0 väljundolekud kuvatakse baidi 02 2B hex või 555 kümnendkoha väärtustena.

AO1 väljundolekud kuvatakse baitide väärtustena 00 64 kuueteistkümnend või 100 koma.

Diskreetsed sisendmoodulid: ioLogik E1210, ET-7053, ADAM-6050

Kuidas saata Modbus TCP käsku analoogsisendi lugemiseks? Käsk 0x04

Seda käsku kasutatakse AI analoogsisendite väärtuste lugemiseks.

AI0 väljundolekud kuvatakse baitide väärtustena 00 0A hex või 10 kümnendkohaga.

AI1 väljundolekud kuvatakse baitide väärtustena 00 64 kuueteistkümnend või 100 koma.

Analoogsisendi moodulid: ioLogik E1240, ET-7017-10, ADAM-6217

Kuidas saata Modbus TCP käsk diskreetse väljundi kirjutamiseks? Käsk 0x05

Seda käsku kasutatakse ühe DO väärtuse kirjutamiseks.

Väärtus FF 00 hex seab väljundi olekusse ON.

Väärtus 00 00 hex seab väljundi olekusse OFF.

Kõik muud väärtused on kehtetud ega mõjuta väljundi olekut.

Tavaline vastus sellisele päringule on kaja (päringu kordamine vastuses), mis tagastatakse pärast DO oleku muutmist.

Diskreetsed väljundmoodulid: ioLogik E1211, ET-7060, ADAM-6060

Kuidas saata Modbus TCP käsku analoogväljundi kirjutamiseks? Käsk 0x06

Seda käsku kasutatakse analoogväljundi AO ühe väärtuse kirjutamiseks.

AO0 väljundi olek on muutunud 55 FF hex või 22015 kümnendkohana.

Analoogväljundmoodulid: ioLogik E1241, ET-7028, ADAM-6224

Kuidas saata Modbus TCP käsku mitme digitaalse viigu kirjutamiseks? Käsk 0x0F

Seda käsku kasutatakse mitme DO väärtuse kirjutamiseks.

DO1 väljundi olek muudeti VÄLJAS olekuks ON.

DO0 väljundi olek jääb VÄLJA.

Diskreetsed väljundmoodulid: ioLogik E1211, ET-7060, ADAM-6060

Kuidas saata Modbus TCP käsku mitme analoogviigu kirjutamiseks? Käsk 0x10

Seda käsku kasutatakse mitme AO analoogväljundi väärtuse kirjutamiseks.

AO0 väljundi olek on muutunud 00 0A hex või 10 kümnendkohana.

48. õppetükis näitasin näidet mittestandardsest andmevahetusprotokollist UART-liidese kaudu. Nagu alati, võimaldab kõik ebastandardne ülesande täitmist optimeerida ja kõik universaalne lihtsustab ülesande arendamist.

On olemas lihtne universaalne ModBusi sideprotokoll, milles andmete ja funktsioonide liiasus on viidud miinimumini. See on tõenäoliselt kõige levinum protokoll väikeste hajutatud süsteemide korraldamiseks. Järgmistes tundides rakendan seda protokolli kasutavate seadmete vahelist andmevahetust.

Protokolli üldkirjeldus.

ModBus avatud protokoll andmevahetus väikestes kohalikes võrkudes. Reeglina kasutatakse seda andmete edastamiseks RS-232, RS-485, RS-422 liideste kaudu, TCP/IP, UDP võrkudes. Tänu oma lihtsusele ja mitmekülgsusele on ModBus muutunud laialt levinud ja sellest on saanud väikeste hajutatud arvutisüsteemide de facto standard. Peaaegu kõik kaasaegsed kontrollerid toetavad ModBusi võrke.

ModBusi võrgus ühendatakse kontrollerid tavaliselt "Common Bus" topoloogia abil. Kontrollerite interaktsioon toimub vastavalt ülem-alluv mudelile (ülem-alluv).

Võrgus on põhiseade - kapten. Ja ka mitmed orjaseadmed – orjad. Vahetuse saab algatada ainult põhiseade.

Tehing (toimingute jada andmevahetuse ajal) koosneb päringust ja vastusest.

Ülemseade võib adresseerida päringu mis tahes alamkontrollerile või algatada saatesõnum, kõigi alluvate seadmete jaoks samaaegselt.

Olles päringus oma aadressi määranud, genereerib alamseade vastuse.

Põhiseadme päring peab sisaldama funktsioonikoodi, s.t. mida teha. Samuti võib päring sõltuvalt funktsioonist sisaldada andmeid.

ModBusi protokollil on 3 varianti.

• ModBus ASCII – tekstiprotokoll. See kasutab ainult ASCII märgid. Iga bait edastatakse kahe kuueteistkümnendsüsteemi märgina.
• ModBus RTU on numbriline protokoll. Andmed edastatakse aadressile binaarne. Võrgu kaudu edastatav bait on protokolli number.
• ModBus TCP on andmeedastusprotokoll TCP/IP võrkudes.

Numbriline ja tekstiprotokollid Võrdlesin tagasi aastal. Toimivuse ja vahetuskiiruse osas on numbrilistel protokollidel kindlasti eelis. Järgmistes tundides kasutame ModBus RTU-d. Sellele valikule on pühendatud selle õppetüki järgmine teave.

ModBus RTU protokoll.

Seadmed (kontrollerid) ühendatakse võrku kasutades “Common Bus” topoloogiat. ModBusi standard lubab koos töötama kuni 247 kontrollerit.

Iga kontroller sisaldab andmeid, mida seadmed vahetavad.

ModBusi standard määratleb 4 andmetüüpi.

See funktsionaalne andmete eraldamine on kustutatud ja seda praktiliselt ei kasutata. Kõik andmed loetakse lõppkokkuvõttes kontrolleri mälust ja pole nii oluline, kust need sisenditest või sisendregistritest sinna sattusid.

Praktikas kasutatakse ainult neid valduste registreid. Andmetele juurdepääsetakse 16-bitise aadressi kaudu. Lõpuks:

• iga kontrolleri andmed on 16-bitiste registrite tabel;
• andmetabelis võib olla kuni 65536 elementi;
• elementide nummerdamine algab 0-st.

Peaseade algatab tehingu – andmevahetuse. Tehing võib olla individuaalne (päring-vastus) või leviedastus (kõiki alamseadmeid adresseeritakse samaaegselt). Tehing koosneb ühest päringuraamist ja ühest vastuseraamist. Ülekandetehingus kasutatakse ainult päringu kaadrit.

Kaadriandmed edastatakse pideva voona. Andmeedastuse vaheline paus ei tohiks ületada 1,5 tähemärgi pikkust edastusaega. Uue kaadri märgiks on vahetuse puudumine võrgus (vaikus) 3,5 tähemärgi edastamiseks kuluva aja jooksul. Kui selle aja jooksul oli võrguliin passiivses olekus, tajuvad alamseadmed esimesi vastuvõetud andmeid kaadri algusena.

Üldjuhul on päringuraamil järgmine vorming.

Aadress (8 bitti).

Raam algab aadressiväljaga, mis koosneb 8 bitist. Sisaldab alamseadme aadressi, millele ülemseadme sõnum on mõeldud. Igal alamseadmel peab olema kordumatu aadress vahemikus 1 kuni 247. Ja ainult adresseeritav alamseade peab vastama ülemseadme päringule. Vastus ütleb ülemale, milline alamseade suhtleb.

Edastusrežiimis kasutatakse aadressi 0. Kõik alamseadmed täidavad päringus määratud funktsiooni, kuid ei saada kinnitust.

Funktsioon (8 bitti).

Funktsiooniväli ütleb adresseeritud alamseadmele, millist toimingut teha.

Funktsioonibaidi kõige olulisem bitt on alamvastuses seatud väärtusele 1, et teavitada ülemseadet, et toiming lõpetati ekslikult. Kui toiming õnnestub, on kõige olulisem bitt 0.

• Tavalised käsud. ModBusi protokolli standardiga määratletud koodid.
• Kohandatud käsud. Koodidele 65...72 ja 100...110 saab kasutaja määrata suvalise funktsiooni.
• Reserveeritud meeskonnad. Need on koodid, mida standard algselt ei määratlenud, kuid on juba kasutusel erinevate tootjate seadmetes.

Valdav enamus ModBusi kontrolleritest kasutab ainult 3 funktsiooni.

Vastuse vorming sõltub funktsioonist. Paljudel juhtudel kordab tavaline vastus päringut täielikult või osaliselt.

Andmed (N * 8 bitti).

Andmeväli sisaldab teavet, mida alamkontroller vajab täitmiseks antud funktsioon või väli sisaldab andmeid, mida alamseade edastab ülemseadme nõudmisel. Andmevälja pikkus ja formaat sõltub funktsiooni koodist. Mõnes sõnumis võivad andmed puududa.

Igal andmetel on 16 bitti (2 baiti). Andmed edastatakse esimesena kõige olulisem bait. Näiteks peaks aadressidega 0 ja 1 registrite järjestikune ülekandmine toimuma järgmiselt:

• registri 0 kõrge bait ->
• registri 0 madal bait ->
• registri 1 kõrge bait ->
• registri 1 madal bait ->.

Näiteks 4-baidise numbri edastamisel ujukomaga on jada sama. Arv jagatakse kahte 16-bitisesse registrisse ja neist kummaski edastatakse esimesena kõige olulisem bait (1-> 0-> 3-> 2->).

Kontrollsumma (16 bitti).

Sõnumiandmete terviklikkuse kontrolli väli. Võimaldab kontrollida raamides vigu. See on umbes andmete edastamisel ilmnevate vigade kohta.

ma annan endast parima üldine ülevaade räägi kontrollkoodist. Parem on see lõik vahele jätta. Pea võib praguneda. Kui ma seda teemat puudutan, läheb mul alati peavalu. Järgmises tunnis tutvustan praktiline rakendamine ModBusi juhtkoodi arvutused.

Kontrollsummana kasutatakse tsüklilist liiasuskoodi (CRC). Kõik ülekanderaami bitid on kogutud tohutuks kahendnumber. See jagatakse genereeriva polünoomi koodiga. Jaotuse ülejäänud osa on kontrollkood.

Kasutatakse polünoomaritmeetika moodulit 2. See tähendab, et kõik toimingud CRC arvutamisel on aritmeetilised tehtedülekannet pole. Lahutamine ja liitmine toimuvad bittide kaupa, kandmist arvesse võtmata, mistõttu need toimingud annavad sama tulemuse ja neid saab asendada tehtega “välistav või”. Jagamisel kasutatakse dividendist jagaja lahutamise asemel ka tehteid “välistav või”. See üldpõhimõte CRC arvutused. Praktikas tehakse arvutusi tõhusamate algoritmide abil.

Kontrollsumma lõpetab edastuskaadri. Pärast kaadri vastuvõtmist arvutab alamseade sama algoritmi abil vastuvõetud andmete kontrollsumma ja võrdleb seda kaadri lõpus edastatud kontrollkoodiga. Selle tulemusena kinnitatakse kaadriandmete terviklikkus.

ModBus RTU standard kasutab standardit tsükliline kood CRC-16 genereeriva polünoomiga X 16 +X 15 +X 2 +1. See on 16-bitine kood, kahendkoefitsiendid on 1 1000 0000 0000 0101 (8005 h kuueteistkümnendsüsteemis).

Sõnumit käsitletakse ühe järjestikuse kahendarvuna, mille kõige olulisem bitt edastatakse esimesena. See arv korrutatakse X 16-ga (nihutatud 16 koha võrra vasakule) ja jagatakse X 16 +X 15 +X 2 +1 (1 1000 0000 0000 0101). 16-bitine jääk (eelinitsialiseeritud kõigiga) on sõnumi juhtkood.

Loogikavigade käsitlemine.

Lisaks vigadele, mis on seotud andmete riknemisega edastamise ajal, võib esineda loogikavigu, kui päring võetakse vastu vigadeta, kuid seda ei saa täita. Tavaliselt on sellised vead seotud kehtetute aadresside, andmete, koodide jne. Enamik ModBusi kontrollereid toetab järgmisi veatüüpe.

Kui vastuses ilmneb viga, määratakse funktsiooni koodi väljale kõige olulisem bitt ja seejärel edastatakse tavaliste andmete asemel veakood.

Funktsioonide üksikasjalik uurimine.

Funktsioon 03 – valdusregistrite lugemine.

Kasutatakse mitme valdusregistri väärtuste lugemiseks. Päring edastab registritabeli esimese elemendi aadressi, mille väärtust tuleb lugeda, ja loetavate registrite arvu. 16 kasutatakse aadressi ja koguse jaoks bitinumbrid. Esimesena edastatakse kõige olulisem bait.

Nõutud andmed sisalduvad vastuses. Enne andmeplokki edastatakse bait, mis sisaldab loetud andmete arvu baitides.

Salvestusregistrite lugemise funktsiooni päringu vorming.

Vastus (alluva aadress, funktsiooni kood, loetud baitide arv, registri väärtused).

Funktsioon 06 – kirjuta ühte valdusregistrisse.

Kasutatakse ühte registrisse kirjutamiseks. Päring edastab registri aadressi ja selle väärtuse. Kui see õnnestub, vastab alamkontroller päringu koopiaga.

Taotle vormingut ühe salvestusregistri kirjutamisfunktsiooni jaoks.

Vasta (korrab päringut).

Funktsioon 16 – väärtuste kirjutamine salvestusregistritesse.

Kasutatakse mitmesse järjestikku tabelis asuvasse registrisse kirjutamiseks.

Päring edastab esimese registri aadressi, registrite arvu ja nende väärtused.

Vastus tagastab lähteaadressi ja muudetud registrite arvu.

Salvestusregistri kirjutamise funktsiooni päringu vorming.

Vastus (alluva aadress, funktsiooni kood, algusaadress ja registrite arv).

ModBus ja spetsiaalsed protokollid.

Nüüd saate võrrelda ModBusi protokolli spetsiaalse protokolliga alates .

Võrreldes spetsiaalse protokolliga:

• ModBus on aeglasem ja väiksema jõudlusega. Sama hulga teabe saamiseks edastatakse võrgu kaudu palju rohkem andmeid.
• Selle rakendamine on keerulisem. Nõuab rohkem mikrokontrollerit ja võrguressursse.

Kuid eelised on paljudel juhtudel olulisemad.

• Tänu keerukamale kontrollsummale ja üleliigsele infole tuvastatakse võrguvead usaldusväärsemalt ja andmete usaldusväärsus on suurem.
• Võrku on lihtne laiendada. Uute seadmete lisamine on väga lihtne.
• ModBus on standardprotokoll. Paljud erinevate tootjate kontrollerid toetavad seda.

Võib-olla, peamine põhjus mittestandardsete protokollide kasutamine tähendab süsteemi ebapiisavaid arvutusressursse.

Tõsi, mittestandardse protokolli kasutamiseks on veel üks põhjus. Sealhulgas tänu millele võitis meie ettevõte suure hanke. Keegi peale arendajate ei saa luua ühendust spetsiaalse protokolliga seadmetega ja neid juhtida. Need. hoopis vastupidi standardprotokollid kvaliteet. Kehtib vastandite ühtsuse filosoofiline seadus.

Järgmises tunnis rakendame Arduino plaadi ja arvuti vahelist suhtlust ModBus protokolli kasutades.