Mạng truyền thông công nghiệp modbus rtu

Download miễn phí Mạng truyền thông công nghiệp modbus rtu

Chương 1:1.TẦM QUAN TRỌNG CỦA MẠNG MODBUS:Modbus là chuẩn truyền thông trong công nghiệp, rất hiệu quả và phổ biến, vì chúng đơn giản trong truyền nhận. Tốt của chuẩn Modbus là sự linh hoạt, và dễ thực hiện. Không những các thiết bị thông minh như các microcontroller, PLC . có thể truyền thông với Modbus, mà còn các cảm biến thông minh trang bị Modbus interface gửi dữ liệu của chúng đến các host system. Modbus, cũng có các mở rộng cho các chuẩn truyền thông không dây và các mạng TCP/IP.Với đậc điểm trên, nên ngày nay các nhà máy xí nghiệp rất chuộn mạng modbus này.2.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MODBUS:Modbus bắt nguồn trong cuối những năm 70 thế kỷ trước. Năm 1979 khi nhà sản xuất PLC Modicon giờ là tập đoàn Schneider Electric's Telemecanique phát hành giao diện truyền thông Modbus cho mạng multidrop dựa trên kiến trúc master/client. Truyền thông giữa các Modbus node có được bằng các thông điệp. Nó là một chuẩn mở mà được mô tả bằng cấu trúc thông điệp. Modbus interface ban đầu chạy trên RS-232, nhưng các thực hiện Modbus sau nhất dùng RS-485 vì nó cho phép khoảng cách lớn, tốc độ cao và khả năng của một mạng multi-drop thực sự. Trong thời gian ngắn hàng trăm nhà sản xuất thực hiện hệ thống thông điệp Modbus trong thiết bị của họ và Modbus trở thành chuẩn cho các mạng truyền thông công nghiệp.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
*************************************************
MẠNG PLC
ĐỀ TÀI
MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP MODBUS RTU
GVHD : TẠ VĂN PHƯƠNG
SV : NGÔ MINH TOÀN 07118044
NGUYỄN ĐỨC BẮC 071180
Chương 1:
TẦM QUAN TRỌNG CỦA MẠNG MODBUS:
Modbus là chuẩn truyền thông trong công nghiệp, rất hiệu quả và phổ biến, vì chúng đơn giản trong truyền nhận. Tốt của chuẩn Modbus là sự linh hoạt, và dễ thực hiện. Không những các thiết bị thông minh như các microcontroller, PLC ... có thể truyền thông với Modbus, mà còn các cảm biến thông minh trang bị Modbus interface gửi dữ liệu của chúng đến các host system. Modbus, cũng có các mở rộng cho các chuẩn truyền thông không dây và các mạng TCP/IP.
Với đậc điểm trên, nên ngày nay các nhà máy xí nghiệp rất chuộn mạng modbus này.
2.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MODBUS:
Modbus bắt nguồn trong cuối những năm 70 thế kỷ trước. Năm 1979 khi nhà sản xuất PLC Modicon giờ là tập đoàn Schneider Electric's Telemecanique phát hành giao diện truyền thông Modbus cho mạng multidrop dựa trên kiến trúc master/client. Truyền thông giữa các Modbus node có được bằng các thông điệp. Nó là một chuẩn mở mà được mô tả bằng cấu trúc thông điệp. Modbus interface ban đầu chạy trên RS-232, nhưng các thực hiện Modbus sau nhất dùng RS-485 vì nó cho phép khoảng cách lớn, tốc độ cao và khả năng của một mạng multi-drop thực sự. Trong thời gian ngắn hàng trăm nhà sản xuất thực hiện hệ thống thông điệp Modbus trong thiết bị của họ và Modbus trở thành chuẩn cho các mạng truyền thông công nghiệp.
3.Cấu trúc thông điệp Modbus
Hình 1: cấu trúc kết nối mạng modbus
Trên RS232 gởi các thông điệp tương tự như được dùng trên Modbus/TCP qua ethernet. Gọi là Modbus interface. Protocol có thể dùng không quan tâm kiểu kết nối. Vì điều này, Modbus cho khả năng dễ dàng nâng cấp cấu trúc phần cứng của mạng công nghiệp, không cần thay đổi lớn trong phần mềm. Một thiết bị cũng có thể truyền thông với vài Modbus node một lúc, dù chúng được nối với các kiểu giao diện khác nhau, không cần dùng protocol khác cho mỗi kết nối.
Trên các giao diện đơn giảng giống RS485 hay RS232, các thông điệp Modbus được gửi theo dạng đơn giản trên mạng. Các hệ thống mạng linh hoạt hơn như TCP/IP qua ethernet, các thông điệp Modbus như nhúng trong các gói với định dạng cần thiết cho giao diện vật lý. Trong trường hợp đó Modbus và các kiểu kết nối khác có thể cùng tồn tại ở cùng giao diện vật lý ở cùng lúc. Mặc dù cấu trúc thông điệp Modbus chính là peer-to-peer(ngang hàng), Modbus có thể kết nối thành cả mạng point-to-point và multidrop. Gởi đi bằng các thông điệp.
Bốn thành phần cơ bản có mặt trong mỗi thông điệp. Cuối các thành phần này là giống nhau cho tất cả thông điệp, để dễ dàng xác định nội dung của Modbus message. Một hộp thoại luôn được bắt đầu bởi một master trong mạng Modbus. Modbus master gửi một message phụ thuộc vào nội dung của message—slave tác động và đáp ứng với nó. Có thể có nhiều master trong một Modbus network. Địa chỉ trong message header được dùng để định nghĩa device mà sẽ đáp ứng với message. Tất cả các node trong Modbus network bỏ qua message nếu address field không thỏa mẵn address riêng của chúng.
4. Các dạng modbus phổ biến nhất được dử dụng ngày nay là:
-modbus/ASCII
-modbus/RTU
-modbus/TCP
Chương 2: Tìm hiểu về mạng modbus/RTU
Hình 2: Một số kết nối khác
1.So sánh MODBUS (RTU/ASCII/TCP)
Tất cả thông điệp được gửi dưới cùng một format. Sự khác nhau duy nhất giữa 3 loại MODBUS là cách thức thông điệp được mã hóa.
Với MODBUS ASCII, mọi thông điệp được mã hóa bằng hexadeci-mal, sử dụng đặc tính ASCII 4 bit. Đối với mỗi một byte thông tin, cần có 2 byte truyền thông, gấp đôi so với MODBUS RTU hay MODBUS/TCP.
Tuy nhiên, MODBUS ASC II chậm nhất trong số 3 loại protocol, nhưng lại thích hợp khi modem điện thoại hay kết nối sử dụng sóng radio do ASC II sử dụng các chức năng phân định thông điệp. Do chức năng phân định này, mọi rắc rối trong phương tiện truyền dẫn sẽ không làm thiết bị nhận dịch sai thông tin. Điều này quan trọng khi đề cập đến các modem chậm, điện thoại di động, kết nối ồn hay các phương tiện truyền thông khó tính khác.
Đối với MODBUS RTU, dữ liệu được mã hóa theo hệ nhị phân, và chỉ cần một byte truyền thông cho một byte dữ liệu. Đây là thiết bị lí tưởng đối với RS 232 hay mạng RS485 đa điểm. Tốc độ phổ biến nhất là 9600 đến 19200 baud. MODBUS RTU là protocol công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất, do đó hầu như trong bài viết này chỉ tập trung đề cập đến cơ sở và ứng dụng của nó.
MODBUS/TCP đơn giản là MODBUS qua Ethernet. Thay vì sử dụng thiết bị này cho việc kết nối với các thiết bị tớ, do đó các địa chỉ IP được sử dụng. Với MODBUS/TCP, dữ liệu MODBUS được tóm lược đơn giản trong một gói TCP/IP. Do đó, bất cứ mạng Ethernet hỗ trợ MODBUS/ IP sẽ ngay lập tức hỗ trợ MODBUS/TCP. Phiên bản MODBUS này sẽ được đề cập chi tiết trong bài viết lần sau với tiêu đề “MODBUS qua Ethernet”.
MODBUS/RTU
Địa chỉ Modbus
Thông tin đầu tiên trong mỗi Modbus message là địa chỉ của receiver. Thông số này chứa một byte thông tin. Trong Modbus/RTU một byte được dùng. Các địa chỉ hợp lệ trong dải 0..247. Các giá trị 1..247 được gán cho các thiết bị Modbus slave cụ thể và 0 được dùng như địa chỉ broadcast. Các Message được gửi sau sẽ được nhận bởi tất cả slave. Một slave luôn đáp ứng với một Modbus message. Khi đáp ứng nó dùng cùng địa chỉ như master trong request đó. Theo cách này master có thể thấy device thực sự đáp ứng với yêu cầu.
Modbus master address(S7-200)
00001-09999 là các ngõ ra riêng biệt
10001-19999 là các ngõ vào riệng biệt
30001-39999 là các thanh ghi ngõ vào
40001-49999 là các thanh ghi holding
Địa chỉ modbus slave
00001-00128 ngõ ra riêng biệt tương ứng từ Q0.0-Q15.7
10001-10128 ngõ ra riêng biệt tương ứng từ I0.0-I15.7
30001-30032 thanh ghi ngõ vào tương tự tương ứng từ AIW0-AIW62
40001-04XXXX thanh ghi holding tương ứng vùng nhớ V
Việc sử dụng cấu trúc modbus master
MBUS_CTRL thực hiện sau mỗi vòng quét, sử dụng MBUS_CTRL để bắt đầu hay thay đỗi thông số truyền nhận
Modbus master intruction chỉ những dòng để đọc hay viết vào địa chỉ đặt biệt của modbus. Modbus slave cần được hỗ trợ yêu cầu chức năng để đọc hay viết địa chỉ đặc trưng modbus
Sử dụng MODBUS slave instruction
Chọn khối MBUS-INIT. thực hiện sau mỗi vòng quét, sử dụng MBUS_INIT để bắt đầu hay thay đỗi thông số truyền nhận.
Cấu trúc MODBUS SLAVE hỗ trợ giao thức modbus RTU
Mode =1 đăng kí port 0 để giao thức modbus và giao thức cho phép,
Mode =0 đăng kí port 0 với PPI và giao thức modbus không sẵng sàn
Delay điều kiện kết thúc message
Thông số bound đưa lên 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
Bảng thông số của MBUS_INIT
0-không kiểm tra parity
1-kiểm tra bit lẻ
2 kiểm tra bit chẵn
Các mã chức năng Modbus
Tuy nhiên, khi một error được dò, bit cao nhất của mã chức năng được bật lên. Theo cách đó master có thể thấy khác biệt giữa đáp ứng thành công và thất bại.
Trong ngôn ngữ Modbus, một coil là một giá trị output rời rạc. Chức năng Modbus 01 có thể được dùng để đ


Link download cho anh em:


Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí