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基于RS485 Modbus RTU的上位机通讯软件实现，附VB源码，C#部分源码

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发表于 2017-9-6 10:49:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 forever 于 2017-9-6 10:55 编辑

   最近碰到个项目需要配合仪表厂家对S7 200 PLC做上位机通讯软件的开发，由不是搞代码专业的，在网上搜了一堆的资料，总算也是可以把东西做出来了，抽空做了一个小的Demo，在这里也跟大家分享一点点经验，作为自己的总结，也以期能给后来人带来稍许启发。
   首先，既然是基于RS485 Modbus RTU通讯协议的软件，我们肯定需要对它有一定的了解，很多人可能会去搜Modbus协议的标准文件，当然我也是，说实话这个文件实在是太长了，看完之后说实话对我的帮助也有限，在这里我推荐大家去百度文库里看一篇文章：《MODBUS规约与报文解析详细说明》，因为我没有下载券了，所以没法放在附件里了，里面很简洁、明了的介绍Modbus的内容以及相应的报文格式，这个报文格式对编写上位机软件是对我帮助最大的，大家把这个看一下应该比我做大篇幅的介绍要好的多，这里我就不说了，只把上位机读取PLC里V区变量（即保持型寄存器）的流程简单说一下。
   我们通常的做法是把仪表测量的信号通过4-20mA传入PLC，再把相应的AIW传给我们分配的VW，上位机发送读取对应VW区的报文，下位机（从站，也就是我们的PLC）接收指令之后会给出响应，反回一条信息给上位机，然后上位机对相应的报文做解析。其他读取I区，Q区，写入V区的原理大概相同。
   好了，了解Modbus报文格式以及相应的流程之后，我们需要做的就是与S7 200 PLC通讯了，以CPU224xp为例，它有两个RS485通讯口，分别为port0和port1,其中做主站port0,port1都行,做从站只能用port0，这里因为是通过上位机控制PLC，所以我们选择plc为从站就可以了，开发的时候用RS232/RS485的s7 200编程电缆把电脑与PLC连上就行了，硬件的连接很简单，接下来就是s7 200的编程了。不过在开始之后我还是建议大家去看一下S7 200关于Modbus通讯的官方文档介绍，百度搜 s7 200 Modbus关键字，第一条就是，可能大家看完之后我下面关于s7 200的编程就可以略过了。但是这里我还是做个简单的介绍。
   第一步我们需要去下载一个S7 200的Modbus通讯库，因为Step7默认安装是没有这个库的，直接百度搜索吧，有很多链接可以下载，装完之后重新打开step7，在库里会出现相应的图标，展开Modbus Slave Port0，将MBUS-INIT和MBUS-SLAVE分别添加到程序中去，如下面三个图所示：
库.jpg

这里面对应每一个属性的意思大家在Step7中点击相应的栏目，按F1调出帮助文档，里面有详细的介绍，我也不啰嗦了。其他PLC的编程就只是把你模拟量AIW的值传到你想要放置的VW区了，最后记得做库存储区分配，在step7软件的文件/库存储区菜单里。到这里为止，PLC上需要做的工作就结束了。（其他你们需要控制程序就由自己发挥吧。。。）
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   接下来就是我们的重点，关于上位机的部分了，我还是以VB6.0读取V区为例来说明，关于C#的实现方法，如果与VB不一样的地方，我也会做相应的说明，其他的大家可以下载附件VB6.0的源代码之后去看一下，形式基本上都是一样的。
   工作模式我在这里再说一下：上位机发送相应的请求，下位机接收请求之后做出相应的反馈
   在VB6.0里，我们与串口的通讯需要用到MSComm控件，在工程/部件菜单里找到Microsoft Comm Control 6.0添加一下就行了。
   为了尽可能简单的让大家明白，我直接上代码了，首先我们要进行通讯，肯定要进行相应的连接，如下
MSComm1.CommPort = 1 ‘自己电脑的com口
MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" ‘这个不多说了，一般人都能看得懂
MSComm1.InputMode = comInputModeBinary '二进制收发
MSComm1.InBufferSize = 1024 ’设置相应的缓冲区
MSComm1.OutBufferSize = 1024
If (Not MSComm1.PortOpen) Then MSComm1.PortOpen = True ‘打开串口

   到这里，我们就可以与S7 200进行信息的传递了。接下来我们就发送读取V区的报文，（报文的格式在前面我已经提到了，请看《MODBUS规约与报文解析详细说明》里的介绍）如下：
Dim btSend(7) As Byte '定义一个用于存储发送报文的数组
btSend(0) = &H1 '目标站号，也就是从站PLC的站地址
btSend(1) = &H3 '功能码
btSend(2) = &H0 '&VW1000地址（0000）高字节
btSend(3) = &H0 '&VW1000地址（0000）低字节
btSend(4) = &H0 '读取个数高字节
btSend(5) = &H2 '读取个数低字节，2表示读取2个字，即&VW1000(&VB1000,&VB1001),&VW1002(&VB1002,&VB1003),返回4个字节，我在S7 200中的库存储区是从VW1000开始的。

Dim crc ‘关于CRC校验部分可以直接看我的源码，或者百度搜索一下，有很多
Dim btCRCHi As Byte, btCRCLo As Byte

crc = CalCRC16Fast(btSend, 6, btCRCLo, btCRCHi)    ‘调用CRC校验
btSend(6) = btCRCHi   'CRC高字节
btSend(7) = btCRCLo 'CRC低字节

MSComm1.InBufferCount = 0
MSComm1.Output = btSend  ‘发送报文
MSComm1.RThreshold = 9    ‘当接收缓冲区的数据字节数达到9时，会触发MSComm的OnComm()事件

这里我解释一下RThreshold为什么是9，因为btSend[0]到btSend[4]各占一个字节，即5个字节，btSend[5]返回4个字节
另外，MSComm的OnComm()事件是用来处理接收返回的报文的，双击添加到窗口的MSComm控件，进行相应的编程即可：
Dim btReceive() As Byte
Dim Buf As String
Dim crc
Dim btCRCLo As Byte, btCRCHi As Byte
Dim Data As Long

If btReceive(1) = &H3 Then '判断是否为读取V区功能
      crc = CalCRC16Fast(btReceive, 9, btCRCLo, btCRCHi)
      If btReceive(UBound(btReceive) - 1) = btCRCLo & btReceive(UBound(btReceive)) = btCRCHi Then ’判断CRC校验是否正确
         For i = 3 To UBound(btReceive) - 2 Step 2 ‘报文处理
            Data = btReceive(i) * 256 + btReceive(i + 1)
            Buf = Buf + Str(Data) + Chr(32) + Chr(10)
         Next i
      txtReceiveV.Text = Trim(Buf)  ‘用text文本控件显示获取的值
      End If
End If

MSComm1.InBufferCount = 0 ’清空接收缓冲区

这一段好像没有什么能解释的了。
   到这里差不多就结束了，更多的功能就由你自己去添加吧。
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   现在估计VB用得很少了，我再简单的说下C#的实现方法吧，其实掌握了原理，用什么语言来写都差不多。
C#的串口通讯需要用到serialPort控件，其用法跟VB的MSComm类似，设置完相应的参数之后直接调用open()方法就可以了，对应onCom事件是serialPort_DataReceived，也是当serialPort.ReceivedBytesThreshold达到设置值时触发，在其中调用serialPort.Read(btReceive, 0, btReceive.Length)方法就可以了，如果需要在界面做数据显示，则需要做到委托或者多线程，这个一下子就说不明白了，自己可以百度一下C#的serialPort控件，都有很详细的说明。
贴点示例代码，
数据的发送：
定义一个发送数据的方法，用一个timer控件或者一个循环调用这个方法，然后write(btSend, 0, 8);就行了。
private static byte[] SendMsg(int node, byte stat, int addr, int len)
      {
         byte[] btSend = new byte[8];
         byte[] CRC = new byte[2];

         btSend[0] = Convert.ToByte(node); //功能码
         btSend[1] = stat;                //目标站号
         btSend[2] = (byte)(addr >> 8);     //I0.0地址（0000）高字节,即高8位
         btSend[3] = (byte)(addr & 0xFF); //I0.0地址（0000）低字节,即低8位
         btSend[4] = (byte)(len >> 8);    //读取个数高字节
         btSend[5] = (byte)(len & 0xFF);    //读取个数低字节
         CRC = BitConverter.GetBytes(CRC16.crc16(btSend, 6));                   //计算CRC校验码
         btSend[6] = CRC[0];
         btSend[7] = CRC[1];
         return btSend;
      }

//CRC校验类
class CRC16
{
      public static uint crc16(byte[] modbusdata, uint Length)//Length为modbusdata的长度
      {
         uint i, j;
         uint crc16 = 0xFFFF;
         for (i = 0; i < Length; i++)
         {
            crc16 ^= modbusdata; // CRC = BYTE xor CRC
            for (j = 0; j < 8; j++)
            {
                  if ((crc16 & 0x01) == 1) //如果CRC最后一位为1􀁋右移一位后carry=1􀁋则将CRC右移一位后􀁋再与POLY16=0xA001进行xor运算
                     crc16 = (crc16 >> 1) ^ 0xA001;
                  else //如果CRC最后一位为0􀁋则只将CRC右移一位
                     crc16 = crc16 >> 1;
            }
         }
         return crc16;
      }

怎么样，是不是跟VB的差不多，上面都有注释了，我也不多费话了。

另外，版主大大，看在我码了这么多字的情况下，请允许我打个小广告，哈。。我是M&C技术工程师，在这里已经有5年了，对CEMS或者工业过程采样跟预处理了解还算可以，各位如果有采样及预处理方面的咨询，可以跟我们联系，我们会为您提供最合适的解决方案。
我的个人邮箱是290094363@qq.com

到这里，本贴就结束了，手工码字，希望各位多多支持。

    vb modbus test 2(CRC校验-计算法).rar (4.38 KB, 下载次数: 4)

2017-9-6 10:10 上传
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vb Modbus Demo程序源码