S7-300與Carrier冷凍機的Modbus串行通訊

1 引言

　　近年來，隨著自動化水平的提高，公司正在逐步建立以西門子s7-300plc為基礎的工業集中監控網絡。由于目前公司有幾臺carrier冷凍機，其采用的是專用的通訊協議，與s7-300不兼容，plc無法采集到冷凍機的數據，導致實現集中監控系統遇到了瓶頸。

　　經咨詢了解到carrier公司有自己的modbus網關，可以把其冷凍機專用協議轉化為通用的modbustru串口協議，而s7-300有自己的串口通信模塊cp340。所以可以采用modbus通信的方法實現s7-300對冷凍機的數據采集。

2 modbus協議簡介

　　modbus協議由modicon公司開發，目前已經是工業領域全球最流行的協議之一。此協議支持傳統的rs-232、rs-422、rs-485和以太網設備。許多工業設備，包括plc、dcs、智能儀表等都在使用modbus協議作為他們之間的通訊標準。

　　當在網絡上通信時，modbus協議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發來的消息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成應答并使用modbus協議發送給詢問方。

　　modbus協議包括ascii、rtu、tcp等，并沒有規定物理層。此協議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。modbus的ascii、rtu協議規定了消息、數據的結構、命令和就答的方式，數據通訊采用maser/slave方式，master端發出數據請求消息，slave端接收到正確消息后就可以發送數據到master端以響應請求。

　　modbus協議需要對數據進行校驗，rtu模式采用16位crc校驗，另外，modbus采用主從方式定時收發數據，在實際使用中如果某slave站點斷開后（如故障或關機），master端可以診斷出來，而當故障修復后，網絡又可自動接通。因此，modbus協議的可靠性較好。

3 carrier modbus rtu網關

　　3.1網關簡介

　　carrier modbus網關是一種智能型基于微處理器的數據控制器，它可以作為modbus

　　slave站點，能將carrier冷凍機組轉換成符合modbus

　　rtu協議提供給控制系統。它可以使carrier冷凍機組的內部運行狀態參數全面被控制系統采集。

　　3.2網關設置

　　首先對網關的通信參數進行設置：波特率為9600bit/s，無校驗位，1位停止位，站地址為16#b。

　　然后對需要采集的冷凍機變量及其在網關中的地址進行組態設置，其對應關系如表1所示。

4 cp340簡介

　　西門子s7-300系列有支持modbus協議的通信處理器cp341，但是cp341加載modbusrtu格式通信協議必須購買軟件，而且該軟件價格比較高。所以我采用了普通的串口通信模塊cp340，通過編寫modbus主機請求報文程序，通過串口數據發送功能塊把報文發送給carriermodbus網關。再通過接收數據功能塊接收響應的數據，實現數據采集的功能。