摘要:但是我對此協議并不熟悉,本文便以測試為目的基于西門子模塊主站,采用通訊協議與溫濕度傳感器從站通訊獲取數據。
最近作者在了解工業邊緣計算的時候發現,Modbus通訊(ModbusRTU&ModbusTCP)應用的很多,而且是現場網關(Gateway)的一種常用基礎協議。
但是我對此協議并不熟悉,本文便以測試為目的基于西門子RS485模塊CM1241(主站),采用ModbusRTU通訊協議與溫濕度傳感器(從站)通訊獲取數據。
關鍵詞:ModbusRTU、西門子自動化、TIA Portal、溫濕度傳感器、OPCUA
為了能夠測試ModbusRTU通訊,購買物料并搭建實驗架,總架構如下:
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?關于遠程鏈接如何搭建,請參考文章:
在現場的Simatic S7-1200站點的網絡構架詳情如下:
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ModbusRTU主站選用的是西門子CM1241 RS422/485模塊,訂貨號為6ES7 241-1CH32-0XB0,建議官方渠道購買。
溫濕度傳感器用的是性價比較高的妙昕TH10S-B,京東購買鏈接為:
其中,CM1241的DB9接頭的引腳含義如下:
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妙昕TH10S-B的接線方式如下:
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?按照西門子官方手冊和妙昕傳感器所提供手冊,完成接線和連接操作,上電后利用TIA Portal V17編寫通訊程序。
建議在正式編寫TIA Portal程序之前,先用Modbus RTU通訊測試工具測試,保證可讀取性。測試工具為RS485轉USB線纜,所用工具的購買鏈接為:
所用的測試軟件為:JCBustszs串口調試助手。
該溫濕度傳感器的讀操作指令為:
01 03 00 00 00 02 C4 0B (地址為1,讀溫度濕度值)
結果返回為:
01 03 04 00 B8 03 3F 3A F6 (對應溫度:18.4℃,濕度83.1%)
測試過程截圖如下:
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參考西門子手冊以及妙昕傳感器所提供手冊,結合上述內容,調用Modbus_Comm_Load的TIA Portal關鍵程序如下:
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?讀寫完成后利用TIA Portal的Trace內容查看如下(用手握測試):
?
?溫濕度的分辨率分別為0.1℃和0.1RH,數據刷新頻率可自定義,還可以。
我認為該信號的獲取有兩個關鍵作用:
1.為后續工廠關鍵設備(如變頻器)的監控提供思路;
2.為現場級通訊和現場與云交互通訊提供參考。
西門子1200PLC從Firmware V4.4之后開始支持OPC UA通訊,這為我們提供了與上位機交互的思路:利用OPC UA實現跨平臺的通訊傳輸(如將這些信號傳輸至Linux下的HDFS集群進行存儲或傳輸至基于Linux編寫的UI畫面進行實時呈現等),開放接口如下:
?
PLC1200開放OPC UA接口操作參考資料:
UA_Serverhttp://www.ad.siemens.com.cn/productportal/Prods/S7-1200_PLC_EASY_PLUS/11-Comm/05-OPC/05-OPC_UA/02-UA_Server.html最終該站點更新為如下的網絡架構:
該update將在后續文章中陸續更新,敬請期待。
隨著“工業4.0”的演變,工業數據、工廠數據的價值會更加凸顯。那么數據的獲取、存檔、分析就至關重要。本文以目前工業邊緣網關中使用較多的ModbusRTU為例,闡述了如何測試鏈接、如何驗證通訊結果,希望能夠以此為例,幫助大家解決類似通訊問題。
Last but not least,只是完成工業現場級的通訊是遠遠不夠的,還需要與尚未系統進一步通訊產生數據交互,以進行存儲和呈現,本文以OPC UA為例解釋了一種可能性,update將在后續文章中更新。
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