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5．PLC编程
5.1 Modbus协议简介
Modbus协议是Modicon公司于1978年开发的一个用于PLC和编程器之间通信的协议，1980年起，为众多制造商所采用而完全开放，成为“事实上的工业标准”。它实现控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间的通信，支持传统的RS一232／422／ 485设备和最新发展出来的以太网设备。
该协议定义了一个控制器能识别的消息结构，描述了控制器如何请求访问其它设备， 如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它是一种应用层报文传输协议，与底层的物理接口及电气规范无关， 这是其目前生命力仍很强的原因。
Modbus 协议是一个分级结构 (主从式) 异步串行通信协议，为客户机/服务器方式，可使主站对一个或多个从站进行访问，主站和从站之间允许多点连接。 ? 主站和从站可以有两种对话方式：
?查询方式：主站对一个从站进行对话并等待其回应 ?广播方式：主站对所有从站进行对话 (不等待回应) ? Modbus 的协议中有两种传输方式： ?RTU 方式格式： 地址 命令 数据 CRC 校检 ?ASCII 方式格式： 头码 地址 命令 数据 LRC 校检 尾码 说明：
?RTU (Remote Terminal Unit，远程终端单元) ?CRC (Cyclical Redundancy Check，循环冗余校验)
?LRC (Longitudinal Redundancy Check，纵向冗余校验)
5.2 交换数据表
Twido作为主站进行Modbus通信时，必须编程通信程序，而程序的编写是通过填写字表的方式进行的，以下就Modbus字表进行详细阐述。另外，Twido作为Modbus从站时，是不需要编程的，只需要配置通信参数即可。 读N个字－％MW(功能码03) 表 索引 控制表 0 1 发送表 2 3 4 接收表 5 6 7 8 ? N＋6 01(发送/接收) 03(接收偏移) 从站地址(1?247) 读取的第一个字的地址 读取的字数N 从站地址(1?247) 00(接收偏移值) 读取的第一个字 读取的第二个字 ? 读取的第N个字 ? 03(请求码) 2×N 所读的值占用的字节数 06(发送长度)* 00(发送偏移) 03(请求码) 高字节 低字节 *在应答后，长度会变为接收到的字节长度
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写N个字－％MW(功能码16) 表 索引 控制表 0 1 发送表 接收表 2 3 4 5 6 7 ? N＋5 N＋6 N＋7 N＋8 01(发送/接收) 00(接收偏移) 从站地址(1?247) 所写第一个字地址 所写字的个数N 00(发送偏移值) 所写的第一个字 所写的第二个字 所写第N个字 从站地址(1?247) 所写第一个字地址 所写的字数 16(请求码) 2×N所写字节数 8＋(2×N)发送长度 07(发送偏移) 16(请求码16进制10) 高字节 低字节 有多条EXCH指令时，要使用分时控制 5.3 MASTERPACT MT Modbus变量说明
在Twido PLC中编写程序，将断路器的内部变量用功能块Read_var/Write_var映射到本地寄存器，通过对本地寄存器进行读写，来完成对断路器的监控。 5.3.1 MASTERPACT MT Modbus内部字
Masterpact MT断路器内部结构和地址简介
MT断路器需要配置的通讯选件分为两部分：本体通讯模块（BCM）和抽架通讯模块（CCM）。 ●本体通讯模块（BCM）包括三个管理器（寄存器）： ○断路器管理器 ○测量管理器 ○保护管理器
●抽架通讯模块（CCM）只有一个管理器（寄存器）： ○抽架管理器
管理器的Modbus地址设定如下： ○断路器管理器—XX ○测量管理器—XX+200 ○保护管理器—XX+100 ○抽架管理器—XX+50
注：断路器管理器的地址XX是通过Micrologic控制单元设定的，其它管理器的地址会自动生成。缺省时，XX=47。
地址规则表如下：
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XX XX+50 XX+100 XX+200 断路器管理器 抽架管理器 保护管理器 测量管理器 范围1-47 范围51-97 范围101-147 范围201-247
断路器管理器（Modbus地址：XX）寄存器范围表如下： 寄存器范围 530-535 543-554 622-623 650-669 670-714 717-739 7699-7729 描述 Modbus配置及标识 诊断计数器及Modbus密码 保护管理器中事件文件的状态 跳闸原因及断路器状态 上次状态变化的时间标记 断路器管理器的事件记录 断路器管理器的命令接口 抽架管理器（Modbus地址：XX+50）寄存器范围表如下： 寄存器范围 530-535 543-554 660-663 678-714 7699-7729 描述 Modbus配置及标识 诊断计数器及Modbus密码 断路器抽架状态 上次状态变化的时间标记 断路器管理器的命令接口 保护管理器（Modbus地址：XX+100）寄存器范围表如下： 寄存器范围 8749-8752 8753-8802 8826-8841 8842-8864 8999-9598 9599-9627 9628-9798 9799-9898 9899-9927 描述 保护管理器的特性 对长延时、短延时、瞬时、接地故障和漏电保护整定值的微调 保护管理器进行的测量 保护管理器的状态 时间标记及历史记录 Micrologic配置 保护整定值 继电器的配置 事件记录 Twido与Masterpace MT的Modbus串行通信向导 13
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测量管理器（Modbus地址：XX+200）寄存器范围表如下： 寄存器范围 999-1298 1299-1598 1599-1898 1999-2198 2199-2298 2299-3298 3299-3598 描述 实时测量值 寄存器999-1298测量结果的最小值 寄存器999-1298测量结果的最大值 电度 需求值 时间标记 测量管理器的配置 在此仅列出本例中使用的MASTERPACT MT内部寄存器以及对应功能,见下表： 类型 地址 661 读出变量 7714 7715 552 7719 7720 写入变量 7721 7722 7723 描述 断路器状态 标志位 激活的标志位 命令控制字 写入命令寄存器 写入命令寄存器 写入命令寄存器 写入命令寄存器 写入命令寄存器 说明 该寄存器数值非零时才可以进行下一步操作 MASTERPACT MT断路器Micrologic控制单元Modbus通信过程中使用到的寄存器说明如下： 对MASTERPACT MT断路器实现Modbus通信控制的状态字寄存器661说明如下：
位 Bit0 Bit1 描述 OF SD 说明 For Compact and Masterpact : 0= Breaker is opened, 1 = Breaker is closed For Compact : 0 = no trip, 1 = Breaker has tripped due to electrical fault or Shunt trip For Masterpact : always 0 For Compact and Masterpact : 0 = no trip, 1 = Breaker has tripped due to electrical fa For Compact : always 0 For Masterpact : 0 = Spring discharged, 1 = Spring loaded 备用 备用 0 = Compact NS , 1 = Masterpact 备用 Bit2 Bit3 SDE CH Bit4 Bit5 Bit6 Bit7-Bit15 Reserved (internal use only) Reserved (internal use only) Compact / Masterpact differenciation Reserved (internal use only) 注：有关寄存器的详细内容请见《MT通讯协议用户使用手册》中常用寄存器表和结果代码表。
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5.3.2 MASTERPACT MT 跳闸/合闸的Modbus通讯流程
分闸流程
当对MASTERPACT MT进行Modbus通信分闸/合闸时，需要分别进行如下通讯流程： 断路器分闸（举例说明） 步骤 1 名称 请求标志位（必需） 内容 读取7114（十进制）地址的值 判断结果 只有当接收到的数据不为0，才可以对其进行下面操作，否则该从站正处于另一个主站的管理之下。 此处接收到的数据为上电后随机形成，后面对其进行操作时必须写入该值到7722地址。 分别写入如下： 7719=16#E593；7720=16#0004(P1)；7721=16#0004(P2)；7722=上一步中读取552号寄存器的值；7723=16#000A(P4)。 如果7717中的数据与上一步的命令16#E593相同，表示16#E593号命令已经被执行。 分别写入如下： 7719=16#E591；7720=16#0004(P1)；7721=16#0004(P2)；7722=第二步中读取552号寄存器的值；7723=16#0001(P4)。 如果7717中的数据与上一步的命令16#E591相同，表示16#E591号命令已经被执行。 分别写入如下： 7719=16#E594；7720=16#0004(P1)；7721=16#0004(P2)；7722=第二步中读取552号寄存器的值；7723=16#000A(P4)。 如果7717中的数据与上一步的命令16#E594相同，表示16#E594号命令已经被执行。 分别写入如下： 7719=16#E864；7720=16#0003(P1)；7721=16#0004(P2)；7722=第一步中读取7714号寄存器的值。 2 3 读取控制字（必需） 读取552（十进制）地址的值。 使MX线圈可操作（必需） 往MT的命令寄存器7719-7723写入命令。 4 等待命令执行（可省略） 5 6 检查代码结果（可省略） 断路器分闸（必需） 读取7716、7717（十进制）地址的值，判断上一步是否执行。 读取7118（十进制）地址的值 往MT的命令寄存器7719-7723写入命令。 7 等待命令执行（可省略） 8 9 检查代码结果（可省略） 使MX线圈不可操作（必需） 读取7716、7717（十进制）地址的值，判断上一步是否执行。 读取7118（十进制）地址的值 往MT的命令寄存器7719-7723写入命令。 10 等待命令执行（该步骤可以省略） 检查代码结果（该步骤可以省略） 清标志位（必需） 11 12 读取7716、7717（十进制）地址的值，判断上一步是否执行。 读取7118（十进制）地址的值 往MT的命令寄存器7719-7723写入命令。 Twido与Masterpace MT的Modbus串行通信向导 15