西门子3VA1140-6GD42-0AA0

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● modbus tcp/ip

该modbus通信实施指南版本1.0b由施耐德自动化提供。这个文件的目的是为软件开发实现modbus通信服务提供参考信息。这个文件给出了一个modbus通讯服务实现的准确、全面的描述。它的目的是为了使用modbus通讯服务实现设备之间的互操作性。所有的modbus功能代码的编码见上表。

该modbus通讯实施指南包含三个部分：

o基于tcp / ip的modbus概述；

omodbus客户端、服务器和网关实现的功能描述；

o建议对象模型的modbus实现示例；

omodbus tcp协议的对象消息规范；

o用modbus tcp的一个对象消息协议，用作半导体设备与材料协会（semi）总线网络通信标准（ncs）的一个组件。

● 基于tcp/ip的modbus应用数据单元

图6描述了modbus tcp/ip网络上进行的modbus请求或响应的封装。

图6 tcp/ip上的modbus的请求/响应

在tcp/ip上使用一种**报文头来识别modbus应用数据单元。将这种报文头称为mbap报文头（modbus应用协议报文头）。

与串行链路上使用的modbus rtu应用数据单元相比，这种报文头有一些区别：

·用mbap报文头中的单字节“单元标识符”取代modbus串行链路上通常使用的modbus从站地址字段。这个“单元标识符”用于经由如网桥、路由器和网关等设备的通信，这些设备使用单个ip地址多个独立modbus终端单元。

·用接收方可以验报文结束的方式设计所有的modbus请求和响应。对于modbus pdu有固定长度的功能码来说，仅功能码就足够了。对于在请求或响应中传输一个可变数据量的功能码来说，数据字段包括字节数。

·当通过tcp传输modbus协议时，即使将报文分成多个信息包来传输，需在mbap报文头上传输附加长度信息，以便接收者能识别报文边界。显式和隐式长度规则的存在以及crc-32差错校验码的使用（在以太网上），使未检出的请求或响应报文的差错降至极低。

三、应用案例

1.基于modbus的scada

一家主要的美国酿酒公司需要把多个生产工艺连接在一起，并能够在温度超过60℃时操作不会失效。多台控制器和生产机器需要进行无缝连接，且要工作得很好。经过广泛的研究和测试后，该公司选择了控制公司（comtrol）的 devicemaster-up。

devicemaster up的modbus tcp版本为啤酒厂提供了一种灵活易用和高度可靠的解决方案。 混合了modbus tcp、modbus rtu和modbus ascii，控制器和生产机器需要彼此进行通信。devicemaster up无缝连接了所有这些系统，实现了一起工作。

在生产过程中，每个瓶、罐和桶按照严格的规范进行灌装、标记和编码，有一个序列号和制造日期。然后把他们用码垛机和包装机进行封装。

每个生产机器的通信统计和诊断由devicemaster up提供的嵌入式网页进行监视，确保可靠的工厂正常运行时间和效率。控制公司的devicemaster up能够提供优越的接口、灵活性，并实现啤酒厂生产厂需要的功能。

问题

1.监视分布在441平方英里填充地中多个井里的液体含量。

2.液位测量必须在地面以下125英尺出获得。

3.操作时，站点必须满足所有许可要求，并保持它的预算范围内。

4.土方机械干扰陆基线路。线路功率不能选择。

5.监视系统必须具有内置认可的数据记录能力。

6. 在远程的数据必须本地可用，本地的工作人员可派遣泵车到现场保持液体在要求的水平之内。

设备成本

地表以下125英尺到填埋地山顶不同方案的比较：

● 远程供电无线调制解调器方案

太阳能电池板 220美元×2

电池 200美元×2

充电控制器 180美元×2

i / o模块 350美元×2

ip67外壳 100美元×2

装配 200美元×2

模拟液位传感器1200美元

井位无线调制解调器400美元

山上无线调制解调器400美元

安装和部署 1600美元

总价 =6100美元

● 邦纳无线解决方案

dx80网关 719美元

dx80节点 719美元

dx81 flexpower?电池145美元

qt50u-75390 626美元

数据无线电 495美元×2

安装和部署 800美元

总价 =3999美元

邦纳在传感器的开发、电池供电无线系统的经验和知识创建了一种简单的交钥匙解决方案。

在仔细考虑了几个系统之后，填埋场运营商确定邦纳的无线系统是能够满足所有标准的一解决方案，并能与站点已有的其他设备无缝共存。

在集成商的帮助下，他们创建了一个系统，可以从地下地获取数据，并可使较终用户在办公桌上访问他们。

解决方案

1. 在每口井顶一个电池供电的节点为无线电和超声波模拟液位传感器供电。

2.每个节点配备了由邦纳开发的**低功耗4-20ma模拟液位传感器。

3.一个10-30v dc电源为网关控制系统供电。

4．数据无线电和modbus主控制器模块提高了数据的便携性。

5.红狮的g3配有以太网接口可供多个用户昼夜访问。

6.全向天线扩展了网关节点的通信，可跨越小山覆盖整个填埋场。

优势

1.没必要制造盘柜。两个螺丝即可固定邦纳的无线设备。

2.高超的电源管理能力和内部电池了长距离布线。

3.大大降低了安装成本。

4.所有邦纳的无线设备是防水的，密封性符合ip67等级。

5.在必要时，可进行简单的拆卸和/或重新连接。

6.邦纳的无线设备使用标准的modbus通讯协议，可实现简单的互操作性。

7.邦纳的无线设备在一个盒子里结合了无线电和所有i / o，较小化部件和维修成本。

8.邦纳的无线设备都有内置的诊断属性，发出报警之前就能完成关机，较大限度地减少停机时间。

9.邦纳的surecross无线系统具有完全可扩展性，能适应运营商填充和创造新井。