如何在LabVIEW中使用Modbus通信

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问题:

(1)    什么是Modbus通信协议？

(2)    在LabVIEW中需要安装什么软件可以进行Modbus通信？

(3)    客户经常询问的一个问题：在我的理解中Modbus的地址形式应该是40202,...这样的，但是ni里面的地址好像全是6位的？

(4)    LabVIEW中，如何实现Modbus通信？

(5)    当运行Modbus安装程序时，产生错误1550“许可证无效“，如何解决？

解答:

(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。

图1 新建I/O Server

 

然后选择”Modbus”，建立”Modbus Server”，见图2.

图2 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。

图3 Modbus Server

 

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。

图4 创建约束变量

 

图5 Modbus模拟器与Modbus Server之间通信

 

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。

图6 Modbus Slave

 

图7 Modbus Slave地址设置

 

图8 Modbus Slave与Modbus Server之间通信

 

（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。