这些软件也提供简单的命令行接口(CLI)模式,使系统能够从串行端口手动验证,无需主机上装载任何额外的软件。

硬件和软件协议栈

PLC/DCS 节点系统软件和硬件协议栈如图 7 所示。

基于Modbus主机管控的PLC和DCS系统设计

图 7.PLC/DCS 节点系统软件和硬件协议栈

配置 PLC/DCS 硬件之后,用户一般会根据语言(例如 C、Python、MATLAB)和主机平台(例如 Linux、Windows、嵌入式平台)选择适用的 Modbus 库。然后,必须编写简单的测试应用程序,将模拟和 HART 参数转化为 Modbus 寄存器地址和值。

CN-0435 用户指南提供此应用程序的 Modbus 寄存器映射的完整描述,并使用开源 Modbus 调试器来验证 Modbus 的合规性。

此外,还提供多个基于开源 Modbus 库的顶层应用,包括:

检测系统配置:查询所有 Modbus 节点,显示配置。

读写输出保持寄存器:检查或更改所有受检测板的输出保持寄存器的状态。

读取模拟输入寄存器:检查所有受检测板的输入寄存器的状态。

读取模拟数据:读取单个模拟输入或所有模拟输入,在控制台显示数据。

写入模拟数据:写入模拟输出,以产生电压或电流。

模拟回波:读取模拟输入板的模拟电压或电流,然后将相同数值的模拟电压或电流写入模拟输出板。

常见变化

CN-0435 软件读取模拟输入值和写入模拟输出值,无需实施本地处理。该软件可以扩展包含故障检测和响应等功能,或者包含闭环 PID 控制环路,从主机上卸载这些功能,节省通信总线的带宽。

树莓派可以用作结构紧凑、价格低廉的主机解决方案。树莓派提供有线或无线以太网连接,可以直接连接至 EVAL-ADICUP3029 的 USB-UART。

如今最常用的三种 Modbus 版本分别为:Modbus ASCII、Modbus RTU 和 Modbus TCP。所有 Modbus 消息都采用相同格式发送。这三种 Modbus 类型的唯一区别在于消息的编码方式。

可以通过 Modbus 连接的器件的数量由物理层和数据协议决定。如果 RS-485 物理层和 Modbus RTU 或 Modbus ASCII 数据协议一起使用,那么可以寻址的节点的最大数量为 32,但是,如果以太网物理层和 Modbus TCP 数据协议一起使用,则可以寻址的节点为 247 个。

器件的地址是从 0 至 247 的数字。发送至地址 0 的消息(广播消息)会被所有从机接受,但 1 到 247 这些数值是特定器件的地址。

CN-0414 和 CN-0418 的 Arduino 尺寸确保与支持广泛的其他自动化通信协议的开发平台兼容,包括过程现场网(PROFINET)、过程现场总线(PROFIBUS)、控制自动化技术的以太网(EtherCAT)、EtherNet/IP、Modbus Plus,以及其他协议。