佛山保洁服务有限公司:Modbus通讯注意事项及测试

来源：百度文库编辑：中财网时间：2024/04/28 23:43:02

经常看到有很多同学在做Modbus通讯时，不知道如何设置参数，同时，如果通讯失败后，如何判断失败原因。本文将重点介绍Modbus通讯的几个常见注意事项、通讯超时时间计算及常用的Modbus通讯测试工具。很多同学在做Modbus通讯时，需要连续读取多个现场设备的数据，虽然也编写了Modbus轮询的程序，但是有时还是无法正常通讯。有时虽然能够保证通讯，但是所有现场设备的轮询周期很长。本文将从MBUS_CTRL的超时时间参数设置来说明超时时间设置的重要性。一、通讯地址设定

利用Modbus协议可以实现设备间的数据交换。Modbus通讯理论上支持4种Modicon PLC地址，即0*、1*、3* 和4*四种，分别表示开出（中间线圈）、开入、模入、模出（中间寄存器）等数据地址。与西门子或其它设备中的开入、开出、模入、模出地址完全不对应。可以理解为0*和1*对应位地址的读写操作，3* 和4*字地址的读写操作。
此处0*、1*、3* 和4*表示长度有的为5位数字、有的为6位，其实和Modbus通讯无关，只是和软件的表示方式有关。
按照Modbus通讯时最常用的是RTU读请求格式：
从站地址（1个字节）、功能代码（1个字节）、从站数据起始地址（2个字节）、读数据长度（2个字节）、CRC校验（2个字节）
可见，只需设置起始从站数据区起始地址和通讯长度即可。
特别注意，Modbus地址遵从IEC1的地址标准（最小地址为*1），西门子遵从IEC0的标准（最小地址为0，如M0.0）。因此，不同标准的地址做通讯时需要做地址变换，即加1的操作。

二、通讯故障诊断在做Modbus通讯时经常会出现通讯失败的现象，如果判断是程序问题还是别的问题，其实完全可以利用常见的Modbus测试软件来判断。常见的Modbus测试软件有Modscan和Modsim。也可以使用常见的串口调试工具软件，如SSCOM42等。
其中Modscan软件可以读取Modbus从站的数据，如果利用Modscan软件可以建立连接，但是设备间直连后无法通讯，问题可以在RS485极化、主站上。同样，Modsim软件可以仿真一个Modbus的从站，如果编写了Modbus主站程序，希望测试一下程序是否正常，可以运行Modsim软件，如果能否建立连接，说明没有任何问题。
如果使用串口调试工具进行测试时，需要按照Modbus通讯协议的格式收发相应的报文，并判断通讯是否正常。
Modbus通讯报文格式，可以参考我以前写的《Modbus通讯说明》http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.aspx?b_id=3三、超时时间设置Modbus通讯协议是单主多从的通讯协议，如果需要读取多个现场Modbus从站设备的数据时，很多PLC不支持对Modbus通讯功能块的自动排序，需要自己编写Modbus轮询程序来实现，轮询时每次只能激活一个Modbus的读写功能块。
以常见的主站读取从站的寄存器为例，主站发出请求需要8个字节，从站返回响应为5 2*n个字节。其中n为寄存器个数。
如果通讯速率为9600时，按照常规的Modbus RTU，8个数据位、1个停止位、偶校验方式，每传输1个字节数据需要的时间为：
(8 1 1)/9600=1.04ms/Byte
因此，主站发出响应到从站返回数据的时间周期为：
(8 5 2*n)*1.04 T1 T2，其中n为寄存器个数，T1为从站的响应时间（如果是PLC，则为PLC的扫描时间），T2为通讯余量，一般为20~50ms。
如果读取10个字的数据，从站响应时间为50ms，则整个周期为：
(8 5 2*10)*1.04 50 50=134.32ms。
因此，超时时间必须大于134.32ms，可以设置为150ms以上。四、超时时间设置续

如果超时时间太短，响应不能完全返回，通讯会报错。
如果超时时间设置太长，按照上述例子，一共10个从站，每个从站读取10个字的数据，超时时间设置为1s。如果有1个从站出现故障，则整个轮询周期为：1000 9*134.32=2208.88 ms。
同理，如果超时时间设为150ms，则整个轮询周期为：150 9*134.32=1358.88 ms。
因此，可以看出正确的超时时间设置可缩短整个轮询周期，不正确的设置，将导致通讯出错或整个通讯周期过长。

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