Modbus現(xiàn)場總線技術在嵌入式PLC中的應用研究.pdf

1、可編程控制器（PLC）是工業(yè)控制系統(tǒng)的不可或缺的設備，它是整個控制系統(tǒng)的心臟。在國外，傳統(tǒng)的PLC技術的發(fā)展與應用已經(jīng)有了幾十年的歷史，并且技術已經(jīng)比較成熟和完善。我國的PLC技術雖然也經(jīng)歷了多年的研發(fā)與應用，但是其核心技術標準一直受國外的大公司的控制，形成不了自己的技術優(yōu)勢，這就造成了國內(nèi)PLC市場長期受到國外幾個公司的壟斷，PLC設備的價格居高不下，在一定程度上影響了民族工業(yè)的發(fā)展。
　　 與此同時，整個電子產(chǎn)業(yè)在飛速的發(fā)展

2、，市場上出現(xiàn)了很多高性能、低功耗、低價格的微控制器。基于微處理器的嵌入式產(chǎn)品的應用也已經(jīng)遍布了我們生活的各個角落。當前的微處理器性能已經(jīng)十分優(yōu)秀，基于微處理器的嵌入式設備完全有能力勝任大多數(shù)的工業(yè)自動化控制的要求。在這一背景下，山東省計算中心研發(fā)了基于ARM核心的山科系列高性能嵌入式PLC設備。山科PLC采取了CAN總線母板結構，有著很好的功能擴展能力。目前該系列產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品的定型與應用，并可以支持RS-232、RS-485、RJ

3、45、USB等多種接口的通信連接。但是，目前其還不備某些流行總線協(xié)議的通信能力，如Modbus、Profibus，這對該產(chǎn)品的推廣與應用產(chǎn)生了一定的影響。
　　 為了提高山科PLC的性能，本文在分析嵌入式系統(tǒng)和Modbus通信協(xié)議的基礎上，設計了出了適用于山科PLC的Modbus通信方案。為了實現(xiàn)這一方案，首先是構建了自己的嵌入式開發(fā)平臺進行通信研究。整個開發(fā)平臺由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分構成：硬件系統(tǒng)是采用的是ARM嵌入式系統(tǒng)

4、開發(fā)板，其控制核心是飛利浦公司生產(chǎn)的基于ARM微處理器的LPC2000微控制芯片；軟件系統(tǒng)主要是基于PC機的相關開發(fā)工具以及在開發(fā)板上移植的μC/OS-II實時操作系統(tǒng)。在嵌入式開發(fā)系統(tǒng)中完成了對通信源碼的設計與測試工作后，又把該部分源碼成功移植到山科PLC設備中，最終實現(xiàn)了山科PLC對Modbus通信協(xié)議的RTU模式的從站支持工作。
　　 本文設計的山科PLC的Modbus通信方案源碼全部是用C語言來完成的，因此具有很好的性能