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工业互联-MODBUS_RTU通信的简单介绍

时间:2020-06-10 浏览次数:281

MODBUS_RTU协议格式的通信的简单介绍

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。 

此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 

当在一Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。 

协议在一根通讯线上使用应答式连接(半双工),这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先,主计算机的信号寻址到一台仅有的终端设备(从机),然后,在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。 协议只允许在主计算机和终端设备之间,而不允许独立的设备之间的数据交换,这就不会在使它们初始化时占据通讯线路,而仅限于响应到达本机的查询信号。

目前工业控制现场大量使用了各种智能仪表用于生产过程检测,把智能仪表检测出来的数据传送到监控计算机供显示和分析是非常必要的环节,虽然智能仪表的通信协议种类繁多,但是很多智能仪表都具备RS-232 和RS-485 两种通信接口类型。 

  

RS-232 是美国EIA(Electronic Industry Association) 与BELL 等公司一起开发的1969 年公布的通信协议,也是工业控制中应用广泛的一种串行接口,采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯,但是它的传输距离短,(z)大约为30 米,传输速率低,(z)高速率为20kb/s,共模抑制能力差,抗噪声干扰性弱的缺点,所以RS-232 只适合本地设备之间的通信。    

RS-485 是EIA 为了弥补RS-232 通信距离短、传输速度低等不足之处,于1983 年提出的一种串行数据接口标准,RS-485 采用差分传输方式,也称作平衡传输,具有比较高的噪声抑制能力,(z)大传输距离约为1200 米,(z)大传输速率为10Mb/s,还增加了多点、双向通信能力,所以RS-485 成为优选的串行接口。

    

工业监控计算机一般只具备RS-232 串行接口,而智能仪表安装的位置与监控计算机的距离也经常超过30 米,所以要把智能仪表检测出来的数据传送到监控计算机RS-485 是优选,也就是说要把监控计算机的RS-232 串行接口转换成RS-485 串行接口才能和智能仪表搭建一个RS-485 的网络。      

下面以基于RS-485的MODBUS_RTU协议格式,简单说明:一般组网系统均采用主从总线结构,以监控计算机作为主机发起通信,多台智能仪表等设备作为从机,各从机在进行传输之前必需要等待来自主机的允许信号。主机可以发送和接收来自通信链上从机的信息,而从机则始终处于被动状态,随时准备相应来自主机的通信请求。

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