工业互联网网络技术课件 任务2.3 通过Modbus RTU连接传感器

任务2.3通过ModbusRTU连接传感器一、任务说明使用ModbusRTU实现S7-1200PLC与称重传感器通信及数据传输。任务目标任务实施流程本任务旨在掌握工业现场常见的串口通信技术。我们将重点学习如何使用ModbusRTU协议，在博途（TIAPortal）软件环境中完成以下核心步骤：为S7-1200PLC组态串行通信模块编写通信程序，建立主从站连接实现与XMT-808-Q称重传感器的数据交互与读取二、知识准备-①Modbus简介Modbus起源1979年Modicon(现施耐德电气)发布，原为PLC通信，成首个工业现场总线协议。21世纪初，施耐德推动基于TCP/IP的Modbus应用，移交协议至IDA，成立Modbus-IDA促进广泛应用。Modbus发展Modbus协议特性开源免费，支持多接口（RS-232、RS-485、TCP/IP），传输介质多样，消息帧格式简明，快速构建工业网络。Modbus应用地位已成为工业通信标准，广泛用于电子设备间连接，促进工业控制网络的高效运行。Modbus应用广泛应用在工业控制，尤其老系统扩展，因其简单性及易实施性，成首选方案。Modbus优势成熟可靠，易于学习使用，成本低，能连接几乎所有工业传感器与控制设备，掌握其开发具实际价值。二、知识准备-②Modbus工作模式与信息帧

Modbus通信流程主设备发起查询，从设备被动响应，通信需主设备请求触发，支持单播与广播模式。单播模式详情主设备对单一从设备通信，从设备唯一地址确保独立寻址，事务处理含请求与响应报文。广播模式特点主设备向所有从设备发送写指令，从设备不回响应，地址0预留，用于识别广播通信，遵循Modbus标准。Modbus的工作模式作为一种单主/多从(Master/Slave)的通信协议，Modbus协议规定在同一时间，总线上只能有一个主设备能初始化传输(查询)，但可以有一个或多个(最多247个)从设备根据主设备查询提供的数据做出相应反应。二、知识准备-②Modbus工作模式与信息帧

ModbusRTU起始位至少3.5个字符时间的静默间隔，标志着一帧数据的开始，用于同步通信。

ModbusRTU解码接收地址域时，各设备解码判断是否为自身地址，最后字符后3.5字符时间停顿标定消息结束。

ModbusRTU帧格式典型RTU帧包括起始位、设备地址、功能码、数据、CRC校验和结束符，结构清晰，确保通信准确。二、知识准备-③Modbus的寄存器与功能码

Modbus寄存器概念Modbus寄存器源于PLC概念，现泛指内存区域，用于存储协议数据，按数据类型和读写特性分四类。Modbus寄存器地址PLC地址为Modbus变种，用十进制五位描述，首位标识类型，转换为十六进制寻址地址，如40001对应0x0000，避免通信冲突需不同命令访问。

Modbus功能码分类分为公共、用户自定义和保留功能码，公共功能码确保唯一性和一致性测试。

Modbus操作类型功能码包括位操作和字操作，位操作最小单位为一位，字操作最小单位为两个字节。二、知识准备-④称重传感器设置

1.智能显示控制仪面板说明XMT-808-Q智能显示控制仪面板含测量值（PV）、设定值（SV）窗口，报警指示区及设置、移位/清零、增减按键。

2.按键操作说明设置SET键：测量状态按后输密码进参数设置，再按进下一项，完成后按返回；移位/清零O键：测量状态按实现清零，设置状态按实现闪烁位移位；增加▲键：设置状态按数字增加，长按快速增加；减少▼键：设置状态按数字减少，长按快速减少。

3.通信参数设置方法按下设置键，输入密码12，按表2-6设通信参数：RS（通信方式）、Addr（0-99）、baud.（波特率）、Prot（协议）。三、任务实施-①PLC串行通信模块组态

1.项目组态准备目的是匹配设备型号、订货号、固件版本及硬件参数，为编程做准备，步骤为新建项目、添加新设备，注意订货号和固件版本与设备一致。

2.通信板配置S7-1200CPU本体无RS-485接口需手动添加，添加后配置参数，MB_COMM_LOAD指令生效则以指令为准，还需查看硬件标识符供参数化指令用。三、任务实施-②PLC读取传感器数据

2.PLC程序编写添加MB_COMM_LOAD和MB_MASTER指令，组态端口使用ModbusRTU协议，参数化指令，新建DB块，触发MB_MASTER读取数据，测试读取结果。

3.通信指令使用通过MB_COMM_LOAD指令配置端口，MB_MASTER指令使PLC作为Modbus主站，访问从站设备数据，读取1号站点40001开始的2个寄存器值。

1.PLC与传感器Modbus连线通信方式位主从应答、地址1、波特率9600、Modbus协议三、任务实施-②PLC读取传感器数据MB_COMM_LOAD初始化指令功能描述用于组态和启用指定的通信端口，使其工作在ModbusRTU协议模式下。核心作用这是使用ModbusRTU通信的前提，必须在调用MB_MASTER