Modicon M340 : 串行通讯 G 编辑通讯程序 F 串行端口设置 E 处理器内置接口 D 帧格式 C 数据链路层 B 物理层 A 串行通讯简介 M3 Serial line 2006/06/06
A 串行通讯简介 2
串行通讯接口 串行通讯接口可用于总线上各个设备的数据通讯 Modbus 通讯协议 字符串模式通讯 Modbus 在某些型号的 M340 处理器模块上集成了串行通讯接口 BMX P34 1000 / 2010 / 2020 处理器 带屏蔽的 RJ45 接口 RS232 或 RS485 接口定义 XBTN 文本终端或 Modbus 隔离分线盒供电 (5V / 200 ma) 3
集成串行通讯接口特性 类型速率连接设备 主 / 从 缺省值 19200 bit/s (300-19200 bit/s) 248 Modbus 模式 全 / 半双工 缺省值 19200 bit/s (300-19200 bit/s) 248 字符串模式 总线长度信息大小服务 干缆 : 1000 米支缆 : 40 m 256 bytes 字 / 位读操作字 / 位写操作诊断 干缆 : 1000 米支缆 : 40 m 1 K bytes 字符串发送字符串接收 4
Modbus 与 OSI 参考模型 7 6 5 4 3 2 1 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层 Modbus 协议 无定义 主 / 从传输模式 RTU 或 ASCII 物理接口定义 RS485 / RS232 两线制或四线制 5
字符串模式与 OSI 参考模型 7 6 5 4 3 2 1 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层 字符串协议 无定义 半双工 (RS485) 半 / 全双工 (RS232) 物理接口定义 RS485 / RS232 两线制或四线制 6
B 物理层 7
电气接口 两种标准的电气接口 RS485 RS232 多点和点对点 (*) 点对点 ( 最长 15 米 ) (*) 只针对字符串通讯的点对点 8
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C 数据链路层 11
主 / 从原理 主站 由主站发起数据通讯 数据请求数据请求数据请求数据请求 数据响应数据响应数据响应数据响应 1 至 247 个从站 (Modicon M340 为 31 个从站 ) 12
Modbus 数据帧 地址 功能码 数据 CRC 或 LRC 从站地址 数据操作模式 操作数据 校验 0 : 广播模式 1 至 247 : 非广播模式中的从站地址 1 至 247 功能码定义操作模式 注意 : 广播模式只能用于写操作 13
广播模式 ( 地址 0) 请求 0 功能码 请求数据 校验 地址 1 地址 2 地址 3 地址 4 地址 5 地址 n 所有从站无需响应 14
非广播模式 ( 地址 1 至 247) 请求 5 功能码 请求数据 校验 地址 1 地址 2 地址 3 地址 4 地址 5 地址 n 响应 5 功能码 响应数据 校验 15
半 / 全双工原理 源设备 请求 目标设备 响应 半双工 双向数据通讯在同一传输介质上 双向数据通讯不能同时进行 全双工 发送与接收线路分离 双向数据通讯可以同时进行 响应时间比半双工好 16
D 帧格式 17
Modbus RTU 数据帧格式 最长 256 字节 帧头地址功能码数据校验帧尾 空闲 (*) 1 字节 1 字节 0 至 252 字节 2 字节空闲 (*) 主站请求 从站响应 数据帧错误 <= 1.5 char >= 3.5 char >= 3.5 char > 1.5 char (*) : 空闲时间至少为 3.5 个字符传输时间 18
Modbus ASCII 数据帧格式 最长 513 个字符 帧头地址功能码数据校验帧尾 1 字符 ( : ) 2 字符 2 字符 0 至 2 x 252 字符 2 字符 2 字符 (CR + LF) 主站请求从站响应数据帧正常 报文中字符时间间隔可达 1 秒 19
字符串通讯的数据帧格式 帧头信息帧尾 空闲 0 至 1 K 字节空闲或 1 至 2 个字符 信息 1 信息 2 空闲字符 1 字符 n 20
8 位数据编码 每个数据用 1 个字节进行编码 Modbus RTU 模式 字符串模式 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 2 进制位 例如 : Modbus 功能码 15 (16#0F) = 写 n 个位 16#0 16#F 0 0 0 0 1 1 1 1 21
8 位数据位的字符串模式 每个字符由 11 个位进行编码 编码示例 : 奇偶校验 奇校验 - 数值为 1 的位个数为奇数 奇校验 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 起始数据 : 16#0F 校验 无校验位的编码示例 : 停止 1 位 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 起始数据 : 16#0F 停止 2 位 22
2 种类型的检测 数据传输错误检测 奇偶校验 数据帧检测 字符级 信息级 奇校验或偶校验 RTU 模式 : 循环冗余校验 (Cyclical Redundancy Checking) ASCII 模式 : 纵向冗余校验 (Longitudinal Redundancy Checking) 23
E 处理器内置接口 24
内置串行通讯接口的处理器模块 处理器模块 BMX P34 1000 / 2010 / 2020 1 LED 显示面板 (1) RUN 和 ERR 表示模块状态 SER COM 表示串行端口状态 2 3 集成的串行通讯端口 (2) Modbus 字符串 黑色的串行接口标记 (3) 25
串行通讯的可视化 LED 诊断 LED 指示灯不同的颜色及闪烁方式表示串行通讯端口的运行状态 指示灯 RUN ERR 模式绿色闪烁红色闪烁 含义模块正在运行模块正在自检模块或系统错误配置错误或软件故障 SER COM 黄色闪烁 熄灭 正在数据通讯 当前无数据通讯 26
F 串行端口设置 27
串行通讯端口设置 1 2 3 打开项目浏览器中的配置文件夹, 双击机架图标 (1) 双击处理器模块中的串口图标, 打开串口通道配置端口 (2) 在功能下拉菜单中选择通讯模式 (3) 28
模块 通讯参数配置窗口 模式选择 :. 配置. 调试. 故障 配置参数 通道 通用参数 :. 功能. 任务 29
Modbus 主模式配置界面 30
Modbus 从模式配置界面 31
Modbus 调试界面 Modbus 通讯端口工作模式 调试计数器 32
字符串模式配置界面 33
字符串模式调试界面 通讯错误计数 34
G 编辑通讯程序 35
M340 服务器模式下支持的功能码 Function code 01 02 03 04 05 06 15 16 23 Memory address %M %M %MW %MW %M %MW %M %MW %MW Meaning Read multiple output bits Read multiple input bits Read multiple registers Read multiple input registers Force single output bit Write single register Write multiple output bits Write multiple registers Read / Write multiple registers 36
M340 客户端模式下支持的功能码 Function code Memory address Modbus request Communication function 1 %M Read output bits READ_VAR 2 %M Read input bits READ_VAR 3 %MW Read multiple registers READ_VAR 4 %MW Read multiple input registers READ_VAR 15 %M Write multiple output bits WRITE_VAR 16 %MW Write multiple registers WRITE_VAR 37
串行通讯的输入输出导出数据类型 3 种 IODDT T_COM_STS_GEN 用于所有通讯协议 T_COM_MB_BMX 用于 Modbus 通讯协议 T_COM_CHAR_BMX 用于字符串通讯 38
动态协议交换 使用 WRITE_CMD 功能块可以动态改变串行通讯端口的协议类型 Modbus 主模式 Modbus 从模式 字符串模式 WRITE_CMD (%MWr.m.c.24.bit) 位 12 : 将当前模式改变为 Modbus 主模式 位 13 : 将当前模式改变为 Modbus 从模式 位 14 : 将当前模式改变为字符串模式 实现动态协议转换需首先将串行通讯端口配置为 Modbus 从模式 39
读写数据示例 主站 PLC 与地址为 6 的从站 PLC 进行 Modbus 数据交换 主 从 Modbus 地址 6 %MW10 READ_VAR %MW100 %MW19 %MW20 WRITE_VAR %MW109 %MW120 %MW39 %MW50 %MW60 ( 读管理参数 ) ( 写管理参数 ) %MW139 40
管理参数中的通讯活动位 ( 位 0) 地址转换功能块 : 将物理地址 * 转换为 6 个整数的排列数组 读数据编程 主站 PLC 存放读取数据的数据区域 : %MW10 to %MW19 读操作的数据类型 : %MW 从站 PLC 被读取的数据区域 : %MW100 to %MW109 数据交换管理参数表 : %MW50 to %MW53 (*) 地址表述格式 机架号. 模块号. 通道号. 从站地址, 即 0.0.0. 从站地址 41
写数据编程 管理参数中的通讯活动位 ( 位 0) 地址转换功能块 : 将物理地址 * 转换为 6 个整数的排列数组 写操作的数据类型 : %MW 从站 PLC 被写入的数据区域 : %MW120 to %MW139 数据交换管理参数表 : %MW60 to %MW63 主站 PLC 存放写出数据的数据区域 : %MW20~%MW39 42