请教如何在LabVIEW中使用Modbus通信

Posted 2023-05-07

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了请教如何在LabVIEW中使用Modbus通信相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考技术A (1) Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。在NI的产品中，Modbus主要用于实现PLC的通信。LabVIEW和PLC通信最简单的方式有两种： Modbus 或者 NI OPC Server. 前者需要PLC安装Modbus模块；后者需要对特定PLC设备支持才能保证正常连接， http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/10857 网址为OPC Server支持的设备列表。在实现方面，Modbus实现方式的物理接口有以太网与串口两种，在LabVIEW编程中也得到了体现。

(2) 需要安装LabVIEW Datalogging and Supervisory Control Module，NI官方网站上现在只能搜索到DSC-2011以及DSC-8.6 Module的下载，客户可以点击下载后，将下载地址最后改为2010即可下载2010版本。

(3) Modbus地址为包含数据类型和偏移量的6个字符的数值。左边两个字符决定数据类型，右边四个字符是该数据类型中的序号。客户所描述的40001~4xxxx是美国modicon公司和ge公司plc使用的Modbus地址，它是基于1的地址，即同类元件的首地址为1。西门子plc的Modbus地址是基于0的地址。美国的Modbus地址左起第2位用来表示元件的类型，例如i0.0的Modbus地址为010001。因为数据类型已经包含在功能码中了，西门子的i0.0的Modbus地址实际上为000000，i2.0的Modbus地址为000016（或十六进制数16#0010），而不是010017。某些时候，Modbus地址的后4位被标记为偏置。这时，可能在第一位和第二位之间添0致使5位地址变为6位。比如，如果您的用户手册上建议您使用地址40001和某个寄存器通信，你可以在LabVIEW DSC或者在Modbus I/O服务器上使用400001来与之通信。

(4) 首先是如何创建Modbus I/O Server？
步骤如下：首先，新建一个工程，命名为”Modbus Server”。然后新建一个I/O Server，方法是在新建里面选择“I/O Server”，见图1。

然后选择”Modbus”，建立”Modbus Server”，

如果需要建立以太网通信，可以在以下的对话框中选择”Modbus Ethernet”。设定好需要的配置信息，IP地址如果是本机就设定为127.0.0.1。这里客户可能有个疑问：在DSC中的Modbus端口怎么设置，为什么只有IP地址号而没有端口号？这里的回答是DSC下默认的端口号就是502，用户在DSC下不允许进行配置。客户可以参考NI官网上的“MODBUS libraries for LabVIEW”免费库，提供的范例进行进一步配置。

接下来需要创建Modbus寄存器地址，也就是约束变量。在约束变量中，选择“添加范围”，将需要的约束变量的项数添加进去，这时候就会在I/O Server中创建出来对应数目的约束变量，对应的为6位Modbus地址，见图4。之后，在新建的VI中，将约束变量拖入。至此，Modbus Server创建完毕。

接下来，为了验证通信是否成功，可以使用范例“Modbus Simulator”，见图5。在图5中，可以看到通过Modbus协议modbus Server中的约束变量000001可以控制Modbus Simulator中的指示灯显示红色，而Modbus Simulator中约束变量400001转盘可以控制modbus Server中400001控件。

其次是如何创建Modbus I/O Slave的？

这个问题的产生是由于需要自行建立范例中“Modbus Simulator”。范例中“Modbus Simulator”其实是一个“Modbus Slave”，创建步骤如下：

前面的几个步骤与“Modbus Server”相同，只是在I/O Server创建后选择“Modbus Slave”，如图6。在Slave地址设置中，配置需要与Server通信地址一致，设置为1，见图7。接下来创建约束变量的方式与“Modbus Server”相同，最终的通信效果见图8。

（5）这个错误发生的原因是：在一台没有安装DSC Run-Time System的计算机上运行使用了DSC模块和I/O服务器的LabVIEW可执行程序。与LabVIEW不同的是，DSC模块需要一个单独的运行许可证以允许你在其他计算机上安装DSC Run-Time System。一旦你购买了该许可证并且将Run-Time System安装在目标计算机上，这个错误就会消失。

ModBus通信协议的Modbus RTU 协议使用汇总

1、RTU模式

当控制器设为在Modbus网络上以RTU（远程终端单元）模式通信，在消息中的每个8Bit字节包含两
个4Bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的
数据。
代码系统
· 8位二进制，十六进制数0...9，A...F
· 消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成
每个字节的位
· 1个起始位
· 8个数据位，最小的有效位先发送
· 1个奇偶校验位，无校验则无
· 1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时）
错误检测域
· CRC(循环冗长检测)

2、RTU帧

使用RTU模式，消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。在网络波特率下多样的字符时间，这是最容易实现的(如下图的T1-T2-T3-T4所示)。传输的第一个域是设备地址。可以使用的传输字符是十六进制的0...9,A...F。网络设备不断侦测网络总线，包括停顿间隔时间内。当第一个域（地址域）接收到，每个设备都进行解码以判断是否发往自己的。在最后一个传输字符之后，一个至少3.5个字符时间的停顿标定了消息的结束。一个新的消息可在此停顿后开始。整个消息帧必须作为一连续的流转输。如果在帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3.5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续。这将导致一个错误，因为在最后的CRC域的值不可能是正确的。一典型的消息帧如下所示：

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