基于modbus的plc控制直流电压调节器的设计(附件)【字数：13265】
摘 要随着工业技术快速发展，基于MODBUS通信协议的PLC技术被广泛应用工业领域中，MODBUS通信协议它是一种现场总线技术，能够很大程度地实现控制监控网络，还能构成组网来分布监控，它还具有运行稳定、可靠性高等一系列优点，所以MODBUS通信协议愈来愈多在工业控制领域中被人们有效地利用。比如对温度和湿度的控制，对多台通信电表进行研究通信，可以构建供水生产监控系统，可以用可编程控制器来适用于中小型规模的数据传输。因此可见，基于MODBUS通信协议技术的设计、应用与开发具有跨时代深远的研究意义。本文最主要研究实现PLC通过MODBUS RTU控制和操作直流电压调节器的电压调节。本文详细研究了MODBUS通信协议，分析了通信原理，主要建立了以PLC为主站的MODBUS控制系统，对主机和从机的软硬件进行了开发研究并解释信方式采用协议与实现数据通信，使用C语言来编程开发所有控制系统的软件模块，要很好的对协议应用层、协议层和端口层进行设计，并且要采用CRC校验方法，解释用CRC校验而不用LRC校验，来确保通信数据的准确性。通过运用说明，这个方案已经初步满足所有系统的一些具体要求，证明其设计的可行性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2 同行研究概况 1
1.3主要研究内容 2
第二章 Modbus协议 3
2.1 Modbus协议简介 3
2.2 Modbus通信协议研究 3
2.2.1 Modbus通信协议通信帧 3
2.2.2 Modbus通信协议原理 6
2.2.3 Modbus通信协议的数据模式及寻址 6
2.3 Modbus通信协议串行链路的传输模式 7
2.3.1 协议概述 7
2.3.2 传输模式 8
2.3.2.1 RTU传输模式 8
2.3.2.1 ASCII传输模式 9
2.4本章小结 10
第三章 系统总体设计方案 11
3.1 系统框架组成 11
3.2 系统总体设计方案 11
3.3 直流电压调节器介绍 12
3.3.1 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5A DC可调数控降压电源模块产品参数 12
3.3.2 设置说明 13
3.4本章小结 14
第四章 系统程序设计 15
4.1 硬件设计原理 15
4.2 MODBUS通信协议网关的硬件设计 15
4.3 顾美一体机介绍 16
4.4 PLC 16
4.4.1 PLC概述 16
4.4.2 PLC系统组成及工作过程 17
4.4.3 三菱PLC型号FX2N 18
4.4.3 程序框图及程序设计 18
4.5 本章小结 21
第五章 调试与测试 22
结束语 24
致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1研究背景
随着全球经济技术快速发展，在工业控制领域中，一般采用可编程序控制器（PLC）进行控制，而现场的传感器则广泛使用具备MODBUS 通信协议的智能设备。所以在现如今实现 PLC 和 MODBUS 设备的通信意义深远重大。可以使得各种各样厂商生产的控制设备可以连成组网或者工业网络，通过工业网络可以更好地实现远程监控。
MODBUS通信协议的有点非常多，比如它的开放性非常好好，也很容易实现，扩展性也好，还有它的可靠性比较高,它做为一种常用的现场总线标准，在工业控制领域得到了广泛运用,因此被愈来愈多的设备厂商所支持。各种各样厂商生产的控制设备可以连成MODBUS组网或者工业网络,由MODBUS通信协议的主站对从站设备进行远程监控,其通信的主站一般是计算机，从站设备是现场的设备和各种各样的仪器，因为计算机的资源广泛丰富，技术也越来越先进，它的编程功能非常强大，其开发也比较容易。有些在工业自动化控制系统中，会用到PLC来作为控制器，就是MODBUS通信协议的主站通常是PLC。这样既可以完全满足系统性能需要，也会带来在成本和可靠性方面的优势。
1.2同行研究状况
在同行领域中，越来越多的人都在研究MODBUS协议，燕山大学环境与化学工程学院的肖林[1]介绍设计采用小型S7－200系列PLC，PLC为主站，而从站是SS7－16RTD型热电阻输入组件，以MODBUS通信协议实现了从站向主站多路实时温度数据传送，最后这个系统的硬件和软件运行良好并且稳定，又已成功在多个实际工程中应用。
山东青岛大学的李潮[4]强等人针对控制系统中需要以PLC为MODBUS通信主站的情况 , 举个例子，用施耐德 Premium PLC对TWIDO PLC进行远程控制为例 ,这个系统由三台PLC 构成 , 它们的通讯关系是由MODBUS通信总线来构建的,用Premium PLC 来作为 MODBUS 主站与两台 Twido PLC 从站进行通讯, 最后要从主站自身及由从站获取的编码数据来通过自带的以太网口上传到上位机。
甘肃兰州的石化公司自动化研究所的侯莉莉[6]等人为使自主研制的轻质油品在线色谱模拟蒸馏分析仪表实现工业自动化控制，从而发明了上位机软件，能用来上位机和下位机PLC之间的通信。通信协议基本上用在工业领域中最广泛实用的MODBUS协议。这个控制系统的主站是仪器的上位机，从站是PLC。
湖北工业大学机械工程学院的张 铮、刘晓伟、万国成和湖北襄樊世科电气有限公司的李海欣[10]讲解了三菱 FX2N 系列PLC与其他通信方式不同的，可以不用协议来通信的，与基于 DS18b20 型数字温度传感器的 ST AD温度采集模块以 MODBUS协议通信, 这可以快速有效准确无误的读取温度，如果用湿度采集器还能测出湿度。
东风汽车有限公司的吴永强，陈宏图[3]概括了 MODBUS 协议的特点，在此基础上，还介绍了SIEMENS S7300 PLC与Honeywell UDC3500两不同仪器间的通信原理 ，给出了采用 MODBUS RTU 协议的通信程序，到最后可以实现S7300PLC与其它的不同种类的仪器的双向通信，有些也能单向通信。
湖南长沙矿冶研究所的陈 铭[8]分析选择了美国 OPTO 公司的可编程控制器。这个可编程控制器通信简单有效可靠，并且具备可自由编程实现通信协议的串行口，还采用类似高级语言的编程语言。除了这些特点，还必须通过编制相应的用户程序来实现 MODBUS通信，可以准确详细知道通信的一些相关细节。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2 同行研究概况 1
1.3主要研究内容 2
第二章 Modbus协议 3
2.1 Modbus协议简介 3
2.2 Modbus通信协议研究 3
2.2.1 Modbus通信协议通信帧 3
2.2.2 Modbus通信协议原理 6
2.2.3 Modbus通信协议的数据模式及寻址 6
2.3 Modbus通信协议串行链路的传输模式 7
2.3.1 协议概述 7
2.3.2 传输模式 8
2.3.2.1 RTU传输模式 8
2.3.2.1 ASCII传输模式 9
2.4本章小结 10
第三章 系统总体设计方案 11
3.1 系统框架组成 11
3.2 系统总体设计方案 11
3.3 直流电压调节器介绍 12
3.3.1 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5A DC可调数控降压电源模块产品参数 12
3.3.2 设置说明 13
3.4本章小结 14
第四章 系统程序设计 15
4.1 硬件设计原理 15
4.2 MODBUS通信协议网关的硬件设计 15
4.3 顾美一体机介绍 16
4.4 PLC 16
4.4.1 PLC概述 16
4.4.2 PLC系统组成及工作过程 17
4.4.3 三菱PLC型号FX2N 18
4.4.3 程序框图及程序设计 18
4.5 本章小结 21
第五章 调试与测试 22
结束语 24
致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1研究背景
随着全球经济技术快速发展，在工业控制领域中，一般采用可编程序控制器（PLC）进行控制，而现场的传感器则广泛使用具备MODBUS 通信协议的智能设备。所以在现如今实现 PLC 和 MODBUS 设备的通信意义深远重大。可以使得各种各样厂商生产的控制设备可以连成组网或者工业网络，通过工业网络可以更好地实现远程监控。
MODBUS通信协议的有点非常多，比如它的开放性非常好好，也很容易实现，扩展性也好，还有它的可靠性比较高,它做为一种常用的现场总线标准，在工业控制领域得到了广泛运用,因此被愈来愈多的设备厂商所支持。各种各样厂商生产的控制设备可以连成MODBUS组网或者工业网络,由MODBUS通信协议的主站对从站设备进行远程监控,其通信的主站一般是计算机，从站设备是现场的设备和各种各样的仪器，因为计算机的资源广泛丰富，技术也越来越先进，它的编程功能非常强大，其开发也比较容易。有些在工业自动化控制系统中，会用到PLC来作为控制器，就是MODBUS通信协议的主站通常是PLC。这样既可以完全满足系统性能需要，也会带来在成本和可靠性方面的优势。
1.2同行研究状况
在同行领域中，越来越多的人都在研究MODBUS协议，燕山大学环境与化学工程学院的肖林[1]介绍设计采用小型S7－200系列PLC，PLC为主站，而从站是SS7－16RTD型热电阻输入组件，以MODBUS通信协议实现了从站向主站多路实时温度数据传送，最后这个系统的硬件和软件运行良好并且稳定，又已成功在多个实际工程中应用。
山东青岛大学的李潮[4]强等人针对控制系统中需要以PLC为MODBUS通信主站的情况 , 举个例子，用施耐德 Premium PLC对TWIDO PLC进行远程控制为例 ,这个系统由三台PLC 构成 , 它们的通讯关系是由MODBUS通信总线来构建的,用Premium PLC 来作为 MODBUS 主站与两台 Twido PLC 从站进行通讯, 最后要从主站自身及由从站获取的编码数据来通过自带的以太网口上传到上位机。
甘肃兰州的石化公司自动化研究所的侯莉莉[6]等人为使自主研制的轻质油品在线色谱模拟蒸馏分析仪表实现工业自动化控制，从而发明了上位机软件，能用来上位机和下位机PLC之间的通信。通信协议基本上用在工业领域中最广泛实用的MODBUS协议。这个控制系统的主站是仪器的上位机，从站是PLC。
湖北工业大学机械工程学院的张 铮、刘晓伟、万国成和湖北襄樊世科电气有限公司的李海欣[10]讲解了三菱 FX2N 系列PLC与其他通信方式不同的，可以不用协议来通信的，与基于 DS18b20 型数字温度传感器的 ST AD温度采集模块以 MODBUS协议通信, 这可以快速有效准确无误的读取温度，如果用湿度采集器还能测出湿度。
东风汽车有限公司的吴永强，陈宏图[3]概括了 MODBUS 协议的特点，在此基础上，还介绍了SIEMENS S7300 PLC与Honeywell UDC3500两不同仪器间的通信原理 ，给出了采用 MODBUS RTU 协议的通信程序，到最后可以实现S7300PLC与其它的不同种类的仪器的双向通信，有些也能单向通信。
湖南长沙矿冶研究所的陈 铭[8]分析选择了美国 OPTO 公司的可编程控制器。这个可编程控制器通信简单有效可靠，并且具备可自由编程实现通信协议的串行口，还采用类似高级语言的编程语言。除了这些特点，还必须通过编制相应的用户程序来实现 MODBUS通信，可以准确详细知道通信的一些相关细节。
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