Logix5000控制器ModbusRTU主从通信OK.docx
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Logix5000控制器ModbusRTU主从通信OK
Logix5000控制器ModbusRTU主从通信
一、适用的控制器
Logix5000控制器通过自带的串行口可以实现ModbusRTU主从通信。
这里提到的Logix5000控制器,包括:
·ControlLogix控制器(1756)
·CompactLogix控制器(1769)
·FlexLogix控制器(1794)
当此串行口组态为用户模式实现ModbusRTU主从通信时,那么此端口不能再用于编程连接。
二、机械接口与功能特性
Logix5000控制器自带的串行口接口方式为常见的DB-9,RS232C,接口功能特性如下:
三、接线方式
1、接入RS232-Modbus通信
当需要将Logix5000控制器接入RS232-Modbus实现点到点Modbus通信,可以订购以下电缆实现Logix5000控制器与通信设备的连接:
·1747-CP3(用于SLC系列,使用后控制器盖无法关闭)
·1756-CP3(用于Logix5000控制器)
这两种电缆都可以实现RS232C连接,长度为3米。
当然,你也可以自制通信电缆来实现Modbus通信,但长度限制为15米。
接线方法如下:
2、接入RS485-Modbus通信
可以通过AIC+高级接口转换器(1761-NET-AIC)将Logix5000控制器连接
到RS485网络实现Modbus一主多从通信。
接线方法如下:
四、波特率和通信距离
Logix5000控制器串行口的通信波特率有110bps、300bps、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps。
默认为19200bps。
通信距离与接口转换器质量、电缆材质和线径、波特率、从站数量和现场环境有关,遵循Modbus协议规定。
五、支持的功能码
Logix5000控制器串行口实现Modbus通信仅支持以下功能码:
六、需要准备的软件
·RSLogix5000V17(PLC编程软件)
·RSLinxV2.54(PLC通信软件)
·ModbusMaster.ACD例程(从AB官方网站下载)
·ModbusSlave.ACD例程(从AB官方网站下载)
七、ModbusRTU主站通信
ModbusMaster.ACD文件帮助你使用Logix5000控制器作为Modbus主站,ACD文件包括:
·11个控制器标签
·1个周期性任务
·2个用户自定义数据类型
使用Logix5000控制器作为Modbus主站,你必须完成下面的步骤:
1、从ModbusMaster.ACD文件中复制用户自定义数据类型到你的RSLogix5000工程。
2、从ModbusMaster.ACD文件中复制控制器标签到你的RSLogix5000工程。
3、从ModbusMaster.ACD文件中复制周期任务到你的RSLogix5000工程。
4、配置控制器通讯端口。
5、配置新的控制器标签。
6、使用新的程序。
7、校验工程并下载到控制器。
复制用户自定义数据类型
[1]、启动RSLogix5000。
[2]、打开ModbusMaster.ACD文件。
[3]、在另一个RSLogix5000窗口中,打开你的RSLogix5000工程。
[4]、复制用户自定义数据类型:
·Mod_Command_Structure
·Mod_Status
[5]、粘贴用户自定义数据类型到你的RSLogix5000工程。
[6]重复上面的步骤完成第二个用户自定义数据类型的复制和粘贴。
复制控制器标签
[1]、在ModbusMaster.ACD文件中复制所有控制器标签。
[2]将复制的所有控制器标签粘贴到你的RSLogix5000工程。
[3]至此,所有的11个控制器标签都已经复制到你的RSLogix5000工程。
下面是这11个控制器标签的描述:
标签名称
标签类型
描述
有效值
Mod_Active
BOOL
Modbus通讯使能位
0=不使能
1=使能
Mod_Cmd_Number
DINT
有效的命令数量
1-40
Mod_Commands
Command[40]
Modbus命令数组
Mod_Commands[x].Enable
INT
命令使能
0=不使能
1=始终使能
2=按扫描使能
3=仅使能1次
Mod_Commands[x].EchoReceived
INT
如执行成功,则响应
一个值和Enbale相同
Mod_Commands[x].ScanNumber
INT
确定从站在哪一次扫描
执行命令
0-12
缺省为12
Mod_Commands[x].AddressOffsetin
Master
INT
主站数据表字级别
的偏移量
0=不偏移
0≠有偏移
Mod_Commands[x].SlaveAddress
INT
指定从站地址
0-255
Mod_Commands[x].FunctionCode
INT
指定功能码
支持1、2、3、4
5、6、15、16
Mod_Commands[x].StartingAddress
INT
起始地址
根据应用指定
Mod_Commands[x].Numberofpoints
INT
指定读/写数据数量
位:
1-2000
寄存器:
1-120
Mod_Commands[x].Spare1
INT
不用
Mod_Commands[x].Spare2
INT
不用
Mod_CommdMax
DINT
最大的命令数量
缺省40
Mod_Data_Array_Max
DINT
数据寄存器最大长度
1-65537
Mod_Data_Coils0
INT[250]
主站发送的输出位
Mod_Data_Contacts1
INT[250]
主站接收的输入位
Mod_Data_InpReg3
INT[250]
输入寄存器
Mod_Data_HoldReg4
INT[250]
保持寄存器
Mod_Echo_MaxTime
DINT
响应超时时间ms
默认350
Mod_Scan_Preset
DINT
主站将要执行的扫描数
0-40
推荐至少为2
复制周期任务
完成上面的动作后,你必须复制ModTask任务和相应的Modbus_Interface
程序到你的工程。
[1]、从ModbusMaster.ACD文件中复制ModTask任务
[2]、粘贴ModTask任务到你的RSLogix5000工程。
[3]、从ModbusMaster.ACD文件中复制Modbus_Interface程序。
[4]、将Modbus_Interface程序粘贴到你的RSLogix5000工程中的ModTask任务中。
配置控制器通讯端口
完成以上的步骤后,下一步就是配置控制器通讯端口。
[1]、访问控制器属性
[2]、配置SerialPort(串行口)选项卡。
[3]、配置UserProtocol(用户协议)选项卡,如果需要。
配置新的控制器标签
一旦你的控制器标签被复制到你的RSLogix5000工程,你需要配置下表中
的标签:
配置上述标签之前,确保你已经理解如何从主站数据表和从站之间读写数据。
Modbus主站数据表标签数组
Modbus主站数据表有四个标签组:
·线圈数据(Mod_Data_Coils0标签)数据以位格式从读或写入这个数组。
·触点数据(Mod_Data_Contacts1标签)数据以位格式写入这个数组。
·输入寄存器数据(Mod_Data_InpReg3标签)数据以字格式写入这个数组。
·保持寄存器数据((Mod_DataHoldReg4标签)数据以字格式从读或写入这个数组。
在这个解决方案中,Mod_Commands标签根据你的配置,Modbus主站:
·使用四个数组中的一个(决定于功能码)
·读/写数据从/到一个指定的位置(决定于地址偏移和起始地址)
·读/写一个指定的数据量(决定于numberofpoints)
·读数据(写到一个从站)或写数据(从一个从站读)到指定位置。
例子
如果你希望以下命令被执行:
·命令总是被使能
·主站从线圈数据表中字2开始写入数据
·从Modbus从站节点2读取线圈数据
·主站在线圈数据表中字2从位3开始写入
·从一个从站读取32位线圈数据
配置通信命令标签如下:
·Mod_Commands[0].Enable=1
·Mod_Commands[0].AddressOffsetinMaster=2
·Mod_Commands[0].SlaveAddress=2
·Mod_Commands[0].FunctionCode=1
·Mod_Commands[0].StartingAddress=4
·Mod_Commands[0].Numberofpoints=32
使能新的程序
最后,在运行程序之前,你必须使能新的程序。
为了使能新的程序,你必须改
变控制器标签Mod_Active的值为1。
校验程序并下载运行
一旦你从ModbusMaster.ACD文件中复制了所有部件到你的RSLogix5000工程
中,并对新的控制器标签作了相应的配置,然后使能新的程序后,那么你需要对新
的程序进行校验,然后下载运行。
从站数据地址与主站数据表对应关系
Modbus主站与从站通信,实现位或字类型的数据的读写操作。
当进行读操作时,Modbus主站将读取的数据放置到主站的分类数据表中;当进行写操作时,Modbus主站将需要写出的数据也放置到对应的分类数据表中。
主站分类数据表作为控制器标签,数据格式为整型数组,有四个,包括:
线圈、离散输入、保持寄存器和输入寄存器,如下图所示:
Mod_Data_Coils0数据表为线圈数据,适用于功能码1、5和15。
Mod_Data_Contacts1数据表为离散输入数据,适用于功能码2。
Mod_Data_HoldReg4数据表为保持寄存器数据,适用于功能码3、6和16。
Mod_Data_InpReg3数据表为输入寄存器数据,适用于功能码4。
当Modbus主站从某些从站读取到位或字类型的数据时,它们被放置到了哪里?
怎么让这些数据像我们希望的那样在分类数据表中放置?
当Modbus主站要向某些从站写入位或字类型的数据时,它们应该被放置到哪里?
如何准确地将数据写入到从站的正确位置?
在这里要提到命令中的两个标签:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster和Mod_Commands[0].StartingAddress。
前一个表示在主站数据表的地址偏移,后一个表示相应从站的起始地址。
两个标签都是以字为单位进行操作的。
实例1:
读取5个离散输入状态(功能码2)
情况一:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=0
Mod_Commands[0].StartingAddress=0
命令设置如下:
主站读取的离散量状态放置位置图,如下:
在这种情况下,从站数据没
有任何偏置,主站数据表的数据也没有偏移。
情况二:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=2
Mod_Commands[0].StartingAddress=0
命令设置如下:
主站读取的离散量状态放置位置图,如下:
在这种情况下,从站数据没有任何偏置,主站数据表的数据偏移2个字。
情况三:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=0
Mod_Commands[0].StartingAddress=3
命令设置如下:
主站读取的离散量状态放置位置图,如下:
在这种情况下,从站数据偏置3位,主站数据表的数据偏移3位。
情况三:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=2
Mod_Commands[0].StartingAddress=3
命令设置如下:
主站读取的离散量状态放置位置图,如下:
在这种情况下,从站数据偏置3位,主站数据表的数据偏移2个字3位。
实例2:
向从站写5个保持寄存器(功能码16)
情况一:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=0
Mod_Commands[0].StartingAddress=0
命令设置如下:
主站向从站写保持寄存器数据位置如下:
在这种情况下,从站保持寄存器不偏移,主站保持寄存器数据表也不偏移。
情况二:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=2
Mod_Commands[0].StartingAddress=0
命令设置如下:
主站向从站写保持寄存器数据位置如下:
在这种情况下,从站保持寄存器不偏移,主站保持寄存器数据表偏移2个字。
情况三:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=0
Mod_Commands[0].StartingAddress=3
命令设置如下:
主站向从站写保持寄存器数据位置如下:
在这种情况下,从站保持寄存器偏移3个字,主站保持寄存器数据表偏移3个字。
情况四:
Mod_Commands[x].AddressOffsetinMaster=2
Mod_Commands[0].StartingAddress=3
命令设置如下:
主站向从站写保持寄存器数据位置如下:
在这种情况下,从站保持寄存器偏移3个字,主站保持寄存器数据表偏移5个字。
八、ModbusRTU从站通信
ModbusSlave.ACD文件帮助你使用一个Logix5000控制器作为一个Modbus从站。
ACD文件包含:
·10个控制器标签
·1个周期性任务
使用Logix5000控制器作为Modbus从站,你必须完成下面的步骤:
1、从ModbusSlave.ACD文件复制控制器标签到你的RSLogix5000工程。
2、从ModbusSlave.ACD文件复制ModTask任务到你的RSLogix5000工程。
3、配置新的控制器标签。
4、使能新的程序。
5、校验程序并下载运行。
复制控制器标签
1、启动RSLogix5000。
2、打开ModbusSlave.ACD文件。
3、另外启动一个RSLogix5000,打开你的工程。
4、从ModbusSlave.ACD文件中复制控制器标签。
5、粘贴控制器标签到你的RSLogix5000工程。
6、粘贴完成后,如图所示:
7、新的控制器标签的说明
复制ModTask任务
1、从ModbusSlave.ACD文件中复制ModTask任务。
2、将ModTask任务粘贴到你的RSLogix5000工程中。
3、从ModbusSlave.ACD文件中复制Modbus_Slave程序
4、将Modbus_Slave程序粘贴到你的RSLogix5000工程中。
使能新的程序
最后,在运行程序之前,你必须使能新的程序。
为了使能新的程序,你必须改
变控制器标签Mod_Active的值为1。
校验程序并下载运行
一旦你从ModbusSlave.ACD文件中复制了所有部件到你的RSLogix5000工程
中,并对新的控制器标签作了相应的配置,然后使能新的程序后,那么你需要对新
的程序进行校验,然后下载运行。
九、通信状态与故障诊断
当你使用Logix5000控制器作为Modbus主站或从站时,你可能希望运行时能够监控程序,以此确保你的应用在正确的执行。
在ModbusMaster和ModbusSlaveACD文件中,都提供了诊断特性来校验:
·一条命令的执行
·一条命令的传输
·在接收到主站命令后从站正确的应答
·从站拒绝命令并返回错误代码
在这个解决方案的两个ACD文件都提供了诊断功能,但ModbusMaster.ACD文件提供的诊断功能比ModbusSlave.ACD文件相对要多一些。
校验成功的命令执行
当Modbus主站发送命令到从站时,你可以用Mod_Commands[x].EchoReceived标签来校验命令时否执行成功。
1、在发送命令到从站前,设置Mod_Commands[x].EchoReceived标签=0。
2、发送命令到从站。
3、监控Mod_Commands[x].EchoReceived标签的值。
如果和
Mod_Commands[x].Enable标签的值一致,表示命令执行成功,从站返回了有效的响应。
如果还是等于0,表示命令没有成功执行。
使用程序标签
对于此解决方案的ModbusMaster和ModbusSlave文件的一部分,即周期性任
务,可以复制到你的RSLogix5000工程。
每个任务都包含了程序标签,可以用来监
控你的程序的运行状况。
以下是适用于Modbus主从站诊断的程序标签:
以下是仅适用于Modbus主站诊断的程序标签: