毕业论文--基于Modbus总线控制的上位通信.docVIP

目 录 第一章 绪论 1 第二章 基于Modbus总线控制的上位机通信的总体框架 2 第三章 基于Modbus总线控制的上位机通信的硬件设计 3 3.1 气动回路图 3 3.2 主控制电路图 4 3.3 PLC控制电路图 5 3.4 上位机与PLC的连接图 6 3.5 PLC与变频器的网络接线 6 第四章 基于Modbus总线控制的上位机通信的软件设计 7 4.1 Modbus通信 7 4.1.1 Modbus通信协议介绍 7 4.1.2 变频器的Modbus RUT通信 8 4.1.2.1 Modbus通信协议描述 8 4.1.2.2 变频器的Modbus RTU通信的实现 12 4.2 三菱FX系列PLC编程口通信协议 17 4.2.1 编程口RS-422接口的介绍 17 4.2.2 基于三菱Fx PLC编程口的通信 17 4.3 上位机的VB监控系统的设计 22 4.3.1 VB介绍 22 4.3.2 制作流 25 4.3.3 监控系统的界面设计 26 4.3.4 监控系统的代码设计 29 总结 35 参考文献 36 致谢 37 第一章 绪论 PLC足专为工业控制而设计的专用计算机，其体积小，具有高可靠性和很强的抗干扰能力，配置灵活和完善的功能系统所以通常采用计算机PC与PLC组成一个完整的监控系统。随着工业自动化技术的不断发展，在工业控制中，交流电机的拖动越来越多地采用变频器完成，而变频器也不仅仅作为一个单独的执行机构，而是随着其不断的智能化，可以同主机之间通过一定的通信方式结合成一个有机的整体。 采用RS485通信接口使用MODBUS协议实现对交流电机的拖动进行控制，这是一种低成本的联接方案，可以极大地减少线路联接的复杂性，避免现场可能的各种电磁干扰对控制设备的影响。计算机通过三菱Fx系列PLC的程序下载线连接至PLC，PLC上 的485通信板连接到变频器的PU接头，这样，计算机与PLC，PLC与变频器就得以通信。 PLC和变频器通过输出给外部设备进而控制外部设备的运行。如图2-1 图2-1 第三章 基于Modbus总线控制 的上位机通信的硬件设计 硬件结构包括了气动回路、主控制电路、PLC控制电路、上位机与PLC的接线图。 3.1 气动回路图 气动回路：为送料缸，推料缸，龙门机械手提供动力能源。如图3-1所示。 图 3-1 3.2 主控制电路图 主电路：为整流变压模块，变频器，异步电动机，PLC等提供工作电源。 如图3.2所示。 图3-2 3.3 PLC控制电路图 即PLC的IO接线，接收外部信号，并将信息经过CPU处理运算后经由输出口控制电磁换向阀，指示灯，变频器。如图3-3所示。 图 3-3 3.4 上位机与PLC的连接图 计算机与PLC连接时是用计算机的9针串口，而PLC编程是8针圆头的接口，这里就需要做一个转换。其接线图如3-4图： 图3-4 3.5 PLC与变频器的网络接线 PLC与变频器的网络通信，PLC端是用485通信板，而变频器端则是PU接口，接线图3.5： 图 3-5 第四章 基于Modbus总线控制 的上位机通信的软件设计 4.1 Modbus通信 Modbus应用层协议由美国Modicon公司(现为施耐德电气旗下品牌)于1979年开发的，用于实现其PLC产品与上位机的通信。由于其简单易用，得到了广大工业自动化仪器仪表企业的采纳与支持，实际上已成为了业界标准，我国标准化委员会已将Modbus协议作为我国工业自动化的行业标准，分别制定了GB/Z19582.1-2004(Modbus应用层协议)，GB/Z19582.2-2004(串行链路上的Modbus)和GB/Z19582.3-2004(Modbus-TCP)三个标准。Modbus应用层协议位于OSI模型中的第七层，将它嵌入到不同的低层协议中形成了三种具体的通信方式:Modbus串行链路、Modbus-Plus和Modbus-TCP，三种通信网络上的设备可以通过网关来达到数据交换的目的。这些年来以太网的繁荣壮大使得将Modbus协议嵌入到TCP/IP协议中实现Modbus设备间的通信非常必要，鉴于此，1999年施奈德电气发布了Modbus-TCP协议，使得以太网上的Modbus设备可以通过502端口进行通信。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通讯。它己经成为一通用工业标准。Modbus协议是一种在工业领域被广为应用的真正开放、标准的网络通讯协议，被大部分SCADA(Supervisor Control And Data Acquisition数据采集与监视控制系统)HM(Human Machine Interface人机界面