Modbus协议的实现方法.pdf

第 4 1 卷 第 1 0期 2 0 1 5年 1 O月 工矿 自 动化 I nd us t r y a nd M i n e Aut o ma t i on Vo l _ 41 NO ． 1 0 Oc t ． 2 0 1 5 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 O 1 5 1 0 0 0 6 1 0 5 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 l x ． 2 0 1 5 ． 1 0 ． 0 1 6 贾运红． Mo d b u s 协议 的实现方法E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 1 0 6 1 6 5 ． Mo d b u s协议的实现方法 贾运 红 中煤 科工 集 团太 原研究 院有 限公 司 ，山西 太原0 3 0 0 0 6 摘 要 介 绍 了 Mo d b u s 协 议在 不 同控 制 器 中的 实现 方 法 ； 分 析 了 Mo d b u s 协 议在 实际应 用 中的 通信 故 障 并提 出了解决方法； 阐述 了Mo d b u s 协议在 实际使用中的一些关键 问题 。应用结果表明， 利用该方法能够设 计 可靠 、 稳定 、 简单 的 Mo d b u s网络 系统 ， 提 高 了采 掘设 备 电 气控 制 系统 的性 能。 关键 词 采掘 设备 ；Mo d b u s 协议 ； S 7 2 0 0控 制 器 ； De l t a 控 制 器 ；B R控 制 器 ；心跳机 制 ；通信 中断 中 图分类 号 T D6 7 文 献标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 5 0 9 2 9 1 4 5 2 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 5 0 9 2 9 ． 1 4 5 2 ． 0 1 6 ． h t ml I mp l e me nt a t i o n me t ho d s o f M o d bu s p r o t o c o l J I A Yu n h o n g C CTEG Ta i y u a n Re s e a r c h I n s t i t u t e ，Ta i y u a n 0 3 0 0 0 6 ，Ch i n a Ab s t r a c t I mpl e me nt a t i o n me t ho d s o f M o db us p r ot oc o l i n di f f e r e nt c on t r o l l e r s we r e i nt r o du c e d．The c omm u ni c a t i o n f a i l u r e o f M o d bus pr ot o c ol i n pr a c t i c a l a pp l i c a t i o n wa s a n a l y z e d a n d s ol u t i o n wa s p r op os e d． Th e k e y p r o b l e ms o f M o d b u s p r o t o c o l i n a c t u a l u s e we r e e x p o u n d e d．Th e a p p l i c a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t u s i n g t h e me t h o d s i n t h i s p a p e r c a n d e s i g n r e l i a b l e ，s t a b l e a n d s i mp l e M o d b u s n e t wo r k s y s t e m a n d i mp r o v e t he p e r f o r m a n c e o f e l e c t r i c a l c o nt r o l s y s t e m o f mi ni ng e q ui pme n t s． Ke y wo r d s mi n i n g e q u i p me n t s ； M o d b u s p r o t o c o l ； S 7 2 0 0 c o n t r o l l e r ； De l t a c o n t r o l l e r ‘9 BR c on t r ol l e r ；h e a r t be a t me c ha n i s m ；c o m muni c a t i on i n t e r r up t 0 引 言 随着煤矿井下信息化程度 的提高 ， 现场总线在 煤 矿井 下 的应 用 也 越 来 越 多 ， 以 Mo d b u s现 场 总 线 的使 用 最 为 广 泛 。由于 Mo d b u s 协 议 开 放 、 简 单 易 用 ， 所以， 多个品牌的可编程序控制器 、 HMI 液 晶显 示屏 、 遥 控器厂家 等都支持 Mo d b u s协议 ， 这都 为 Mo d b u s 协议 的广泛使用提供 了基础 。在采掘设备 电气控制 系统 的设计 中， Mo d b u s 协议经 常应用在 可 编程 序 控制 器 与显示 屏 、 遥控 接 收机 、 无线 通信 设 备 、 其 他采 掘设 备 等 的连 接 总 线 中 。本 文 主 要 研 究 Mo d b u s 通信协议在不同可编程序控制器 中的实现 方法 ， 使用 中遇到的问题及其解决办法 。 1 Mo d b u s 协议 简介 Mo d b u s 协 议 是 MOD I C ON 公 司 推 出 的 一 个 开放 式 现场 总 线 的通 信 协议 ， 可 以 实 现 RS 2 3 2 、 RS 4 8 5 、 以太 网 、 光 纤 、 无 线 等 不 同 媒 介 的 异 步 串行 通 信 ， 并 可 以将 不 同生 产 厂 商 的 控 制 设 备 集 成 在 一 个工 业 网络 中[ 1 ] 。Mo d b u s协 议 是 一 个 请 求 ／ 应 答协议 ， 具有侦错能力强、 数据传输量大 、 实时性好 等特点_ 2 _ 3 ] 。标准 Mo d b u s 协议共定义 了 2 5 5个功 能码 ， 在采 掘设备 电气 控制 系统 设计 中， 用 得较 多 的 是公 共 功 能 码 0 3 ， 1 6 。0 3功 能 码 用 于 读 取 一 个 或 多个寄存器 的数据 ； 1 6功能码用于写多个寄存器 的 数据 。 收稿 日期 2 0 1 5 0 6 2 9； 修 回 日期 2 0 1 5 - 0 8 0 7 ； 责任编辑 张强 。 基金项 目 国家高技术研究发展计划 8 6 3计划 项 目 2 0 1 3 AA0 6 A4 0 9 。 作者简介 贾运红 1 9 7 8 一 ， 女 ， 山西夏县人 ， 副研究员 ， 硕士 ， 现 主要从事煤矿 自动化方面的研究工作 。 E ma i l mk y j y h s i n a ． c o rn。 6 2 工矿 自动化 2 0 1 5年 第 4 l卷 2 Mo d b u s 协 议的 实现 方法 2 ． 1 Mo d b u s协 议 在 S 7 2 0 0系列 P LC 中 的 实现 方 法 s 7 2 0 0系列 P L C具 有运行 可 靠 、 稳定 等 优 点 ， 煤 矿 井 下 很 多 电 控 系 统 都 选 用 了 该 系 列 P L C。 S 7 2 0 0 系列 P L C有 专 门的 Mo d b u s RT U 协 议库 函 数 ， 有 主 站 函 数 与 从 站 函 数 等 l 4 ] 。Mo d b u s R TU 主站初 始 化 子 程 序 MB US C T RL 如 图 1所 示 ， 每 一 个扫描周期都必须执行初始化功能 ， 支持 的通信 波 特率 最低 为 1 2 0 0 b i t ／ s ， 最 高 为 1 1 5 2 0 0 b i t ／ s ， 本 文 选用 1 9 2 0 0 b i t ／ s ； 主站 等待 从站 响应 的时间设 置 为 2 0 0 0 ms ， 这 个值 必 须 保证 从 站有 足 够 的 时 间响 应 。初 始化 完 成 后 ， Do n e位 会 自动 置 1 。D o n e位 为 1 时 ， E r r o r 为 0表示 没有 错误 ， 非 0表示有 错误 。 SM O． O SM O O M B US C TR L EN M od e Ba u d Do ne P a r i t y E IT O r T i me o u t M 3． O M B 4 图 l S 7 2 0 0系列 P LC的 Mo d b u s RTU 主 站初 始化 子 程 序 S 7 2 0 0系 列 P L C 中， Mo d b u s主 站 通 信 子 程 序 如 图 2所 示 ， MB US MS G 表示 读 取 从 站 1的 地 址 1 开 始 的 4个 字并 放入 P L C的地 址 VB 0开 始 的 数 据 区中 ， 此 函数 执 行 后 发送 报 文 “ 0 1 0 3 O 1【 0 O 4 1 5 C 9 ” ， 若 在 2 S 内没有 收 到正确 应答 ， 最 多重 复 发送 3次 。D o n e 为 1 表 示读 功 能 完 成 ， 此 时 ， E r r o r 为 0表 示无 错误 ， 非 0表示 未用 或者 有错 误 。 M 3 M 3 M 3 M 3 M BU S M SG EN __J Fi r s t S l a ve Do ne RW Eno r Ad d r Co u n t Da t aP t r M 3． 2 M B5 图 2 s 7 2 0 0系列 P L C的 Mo d b u s主站通 信子程序 2 ． 2 Mo d b u s 协 议在 De l t a 控 制 器 中的 实现 方法 D e l t a 控制器将 RS 4 8 5通信 口 2作 为 Mo d b u s 主 站使 用 时的通 信初 始化 程序 如 图 3所示 。首 先 设 置通 信属 性“ 9 6 0 0 ， 8 ， ， 1 ” 并 保持 通信 设置 ， 这 样 ， MOD R W 的执行便 不 再复位 通 信 协议 设 置 ， 超 时 时 间设置 为 2 S ， 最 后将 Mo d b u s 设置 为 R TU 模式 。 图 3 De l t a 控制器将 RS 4 8 5 通信 12 1 2 作为 Mo d b u s 主站使用时 的通信初始化程序 De l t a控 制 器 的 Mo d b u s主 站 通 信 子 程 序 如 图 4所 示 。 图 4 De l t a控 制 器 的 Mo d b u s主 站通 信 于 程 序 Mo d b u s控 制 子 程 序 MOD RW K1 K3 K1 。 0 D7 0 K2表示 读取 从 站 1的地址 1 0 0开始 的 2 个 字 ， 接收回传数据并放入 D T 0开始的数据区中， 此命令 执行 后 ， 主 机 发送 的 报 文 为 “ 0 1 0 3。 0 6 4 O 0 0 2 8 5 D 4 ” 。M1 1 2 7 1说 明 接 收数 据 正 确 ， 此 时 ， 将 从 站 响应 的报 文数 据 “ 0 1 0 3 0 4。 0 2 2 O 0 3 3 1 A 2 C ” 以 HE X数值形式存储于 D7 0 一D7 8 。0 1表示地址 ； 0 3 表示 读 功 能 ； 0 4表 示 返 回字 节 数 ； 0 0 2 2 0 0 3 3表示 返 回的 4个 用户 数据 ； 1 A 2 C表示 C R C校 验 。其 中 的用 户 数 据 2 2 O 3 3存 入 了 D7 3 ， D 7 4 ， D 7 5 ， D7 6 ，即D7 3 0 0 0 0， D7 4 0 0 2 2， D7 5 0 0 0 0， D7 6 0 0 3 3 ， D7 3低字节 划 线部 分 的 O 0就 是 收 到 第 1 个 字 的高字 节 ， D7 4低字 节 划 线部 分 的 2 2就 H H H H H H 2 0 1 5年 第 1 0期 贾运 红 Mo d b u s 协 议 的 实现 方 法 6 3 是收到第 1个字 的低字节 ， D 7 3取低字节作 为接收 第 1 个 字 的高 字 节 ， D7 4取 低 字 节作 为接 收 第 1个 字 的低字节 ， 组成接 收到的 1个字存 入 D2 0 0中就 是接收到的第 1个字 。D 7 3 ， D 7 4合成 1个字 ； D 7 5 ， D 7 6合成 1个字 ， 即是用户读 取 到 的 2个 字 。最 后 复 位数据 接收完毕标志 Ml 1 2 7 。Mo d b u s 控制子程序 MO D R W K 1 K1 6 K1 0 2 D 1 0 2 K2表示将 D1 0 2开始的 2 个 字写入从 站 1的地 址 1 0 2 开始 的 区域 中 。 2 ． 3 Mo d b u s 协 议在 BR控 制 器 中的 实现 方 法 B R控制器 的 Mo d b u s主站初始化通信子程 序如 下 。 ” mb c md ”Da t a Ob j e c t ” ” ，1 6 ，0 2 ，” P I N GMB S MWR[- 0 ] ” ，0 0 0 0 ， 0 0 0 6 M Ope n． e na bl e 一 1； MOp e n ． p De v i c e一 UDI NT” I F1 ” ； MOp e n ． p Mo d e一 UDI NT ” ／ PHY RS 2 3 2／ BD一 9 6 0 0／ P A E” ； ； M Op e n ． p Co n fi g 一 UDI NT” mb m _ c md”； M Op e n． t i me o ut一 20 00； M Op e n． as c i i一0； MBMOp e n MOp e n ； M i de nt M Op e n． i d e nt ； M a s t e r ．e n ab l e一1； M a s t e r ． i de n tM i de nt ； MBMa s t e r ＆ Ma s t e r MB MOp e n函数主要 完成通信 的硬件接 口配 置 、 通信属性设置等 ； MB Ma s t e r函数实现 Mo d b u s 通信， 这里 Mo d b u s的控 制命令通 过写入 mb c md 数 据 对 象 实 现 ，可 实 现 将 主 站 的 数 据 P I NGMB S MWR[ 0 ] --P I NGMB S MWR[ 5 ] 写人 从 站 2的地址 0开 始 的 6 个 字 中。 3 Mo d b u s 协 议通 信故 障及 分 析 故障 1描述 设备 A给设备 B发送 的数据每隔 6 S 丢失 1个数 据 。 通过串口助手接 收通信报文 。设备 B发送 数 据 为 O 1 0 3 O 0 O 1 O O 0 8 1 5 C C， 表 示从 从 站 1 设 备 A 的地址 1连续 读取 8个字 ； 设备 A 响应 数据为 0 0 03 1 0 0 0 00 1 C 49 1 C 4 9 1 C 4 9 1 C 4 9 1 C 4 9 1 C 4 9 1 C 4 9 3 3 7 8 。而设备 A正确响应的数据应为 O 1 0 3 10 0 0 00 1 C 49 1C 4 9 1 C 49 1 C 4 9 1 C 4 9 1 C 4 9 1 C 4 9 3 3 7 8 。对设 备 A 的 响应 数 据进 行 分 析 可 以 看 出 ， 返 回的第 1个 字 节 就发 生 了错 误 。这 种 情 况 是数 据 返 回时 总线 还 没 有 来 得 及 释 放 ， 即总 线 上 报 文返 回时间与收到发送报文最后一个字符 的时间间 隔小于 3 ． 5个字符 时间。将 时间间隔延长， 问题就 解决 了 。可见 ， 要 解 决通信 设计 中遇 到 的问题 ， 首先 必须熟悉 Mo d b u s 协议 ， 其次要捕捉到通信报文， 依 据协议 规 定对 报文进 行分 析 。 故障 2描述 利用 S 7 2 0 0系列 P L C编写程序 后 ， 从 站接 收不 到 主站数 据 。 - 首先 检查程 序 没有 问题 ， 查 找手 册得 知[ 4 ] 由子 程序参数 Ho l d S t a r t和 Ma x Ho l d指定的保持寄存 器 区是在 S 7 2 0 0 C P U 的 V 数据存 储 区中分 配 ， 此 数据 区不能和库指令数据区有 任何重叠 ， 否则在运 行 时会产 生错 误 ， 不 能 正 常通 信 。检查 发 现 库 存 储 区分 配 时选 的地址 VB 6 0 8 一VB 1 3 8 7正 好 与保 持 寄 存器 区 VB O VB 1 9 9 9有重叠 区域， 修改库存储 区 后通信正常。因此 ， 在通信程序设计 时， 除了要熟悉 通信协议本身外 ， 也要熟悉设备关于通信协议使用 的一些 相关 规定 ， 才能 更好 地完成 通信 程序设 计 。 4 Mo d b u s 协议应 用 中的关 键 问题 4 ． 1 一个 通信 口多个操作 的 实现 一 个通信 口同一 时间只能进行一种操作 ， 但是 实际工作 中， 设备不仅要从其读取数据 ， 还有可能写 数 据 。当 网络上设 备较 多 时还需要 对 多个设 备进 行 读写操作 ， 对于此情况 ， 程序需要循环依次执行 。 这 里 以 S 7 2 0 0系列 P L C为 例进 行说 明 ， 一 个 通信 口实现多个操作的流程如图 5 所示。 通信初始化设置 写设备 1 写 3 次 ＼ 读设备 2 上 读设备 n 3 ＼／ I 图 5 一个通信 口实现多个操作的流程 首 先进 行波 特率 、 超 时时 间 、 奇偶 校验 等参 数 的 设置 ， 初始化成功后开始读设备 1 ， 若读取 成功， 进 行下一个写设 备 1操作 ； 若 读取失败， 重 复读取设 6 4 工矿 自动化 2 0 1 5年 第 4 1卷 备 1 ， 最多 读取 3次 ， 进行 下 一 个写 设 备 1 操 作 。当 执行 完设 备 ／ ／ 的写操 作后 ， 进入 下一 个循 环 ， 读取设 备 1 ， 2 ， ⋯ ， 直 到设 备 断 电 。可见 ， 当 Mo d b u s网络 上 设备越多 时， 执行一个操作 的间隔时 间就越长。因 此， 通信实时性要求较高时， 需要考虑通信时延问题。 4 ． 2 通信 中断 的判 断 当系统之 间有通信 时， 用户必须知道通信是否 正 常 ， 如果通 信 中断则 需要 及 时处理 ， 有 2种 常用方 法判 断 通信 是否 正常 。 1 心跳 机制 。假设有 2个设备 A， B， 设备 B 定 时发 送心 跳 报 文 ， 如 图 6所 示 ， 如 在 一 定 时 间 T 内 ， 设 备 A 收 不 到 心 跳 报 文 ， 则 认 为 设 备 B到 设 备 A的通 信 中断。心 跳报文 多用 2种方式 实现 ① 例如设备 B每 隔 1 0 0 ms将心跳报文加 1 ， 并 实 时 发送 出去 。设 备 A在 1 S内收 到的设 备 B的心 跳 报 文不 变则认 为 通信 中断 ； ② 设备 B发送 的心 跳 报 文 为一 个 固定 的值 。设 备 A 定 时将 收 到 的 心 跳 报 文 清零 ， 若 在 一定 时间 内收 不 到设 备 B发送 的心 跳 报 文 ， 则 认 为通 信 中断 。 图 6心 跳 报 文 方 式 2 信息反馈 。信息反馈方式如图 7所示。通 过在一定时间内是否收到返回信息来判断通信是否 中断。假设 有 2个设 备 A 和设备 B， 设备 A 给设 备 B发送 信息 ， 设 备 B收 到设备 A 的信息 后 发 回反 馈信息 ， 设备 A在规定 的 Ti me o u t 时间内收到反馈 信息则认为通信正常 图 7 a ， 否则认为通信 中断 图 7 b 。 围 困 图 7 信 息反馈方式 对于设 备 A， 心跳 机制 只能判 断设 备 B到设 备 A单方 向的通信是否正常 ； 而对 于信息反馈 ， 若 设备 A没有在规定时间收到信息反馈 ， 则有可能是 设备 A 到设 备 B通 信 中 断 ， 也 可 能 是 设 备 B到 设 备 A通 信 中 断 ， 任 何 一 个 中 断 都 得 不 到 反 馈 。 Mo d b u s 通 信 协 议 自身 是 信 息 反馈 方 式 ， 但 是 也 可 以由用户 自己采用心跳机制来判断通信的好坏 。 5实现 方法 应 用 图 8说 明 了 Mo d b u s 协议在 采 掘设备 中的几 种 应用 情 况 。图 8中有 3条 Mo d b u s 协 议 总 线 采 掘 设备 控 制 器 与 遥 控 接 收机 之 间采 用 总 线 1 ， 采 掘 设 备控 制 器 与变 频 控 制 器 之 间采 用 总 线 2 ， 采 掘设 备 控 制器 与显 示 器 之 间 采 用 总 线 3 。遥 控 发 射 机 将 “ 油泵启动＼ 停止” 、 “ 变频启动＼ 停止” 等控制命令通 过无 线 方式传 输 给遥 控 接 收 机 ， 遥 控 接 收 机 将其 存 人缓存 ， 并作为 Mo d b u s协议的从站， 等待采掘设备 控 制器 从总 线 1中读 取 这 些 命 令 信 息 ， 采 掘设 备控 制器根据不同命令进行相应处理 。如果有变频器相 关控制命令 ， 采掘设备控制器通过总线 2将其传送 给变频控制器， 变频控制器根据收到的命令进行相 应操 作 。采 掘设 备控 制器作 为 Mo d b u s 主 站会 通过 总线 2定 时读取 变频 器 的工作频 率 、 工作 电 流 、 运行 状 态 、 故 障代 码 、 直 流母 线 电压 、 逆 变 模 块 温 度 等变 频 参数 。采 掘设 备控 制器 作为 Mo d b u s主站 通过 总 线 3 再 将变 频参 数 和本 机 的 电动 机 相关 参数 、 故 障 信息等写入显示器 ， 显示器接收到数据后 ， 在界面上 进 行 图形 、 文本 等 不 同形 式 的显 示 。在 Mo d b u s总 线 设计 时利 用 了本文 提到 的方 法 ， 应 用效 果表 明 ， 这 些方法 的使用提高了系统通信的可靠性 、 稳定性。 图 8 Mo d b u s 协议在采掘设备 中的应用 6 结语 介绍 了 Mo d b u s 协 议在 不 同控制 器 中的 实现 方 法 。要用 好 Mo d b u s 协 议 ， 首 先 要 理解 Mo d b u s协 议本身的机理 ， 其 次要理解不 同设备对 Mo d b u s协 议使 用 的不 同规 定 ， 在 此 基 础 上 ， 利 用 串 口助 手 或 Mo d b u s 调 试 软 件 对 捕 捉 到 的 报 文 进 行 分 析 ， 查 找 第 4 1 卷 第 1 O期 2 0 1 5年 1 0月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a nd M i ne Aut o ma t i o n Vo L 41 No ． 1 O Oc t ．2 O 1 5 文章 编号 1 6 7 卜 2 5 1 X 2 0 1 5 1 0 0 0 6 5 0 3 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 卜2 5 1 X ． 2 0 1 5 ． 1 0 ． 0 1 7 辛永祥 ， 张小波， 刘京威． 煤矿井下多协议 网关设计与实现[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 1 0 6 5 6 7 ． 煤矿井下多协议网关设计与实现 辛 永祥 。 ， 张小波 。 ， 刘京威 。 1 ． 中煤科 工 集 团重庆 研究 院有 限公 司 ， 重 庆4 0 0 0 3 9 ； 2 ． 重庆市矿山物联网关键技术工程技术研究中心，重庆4 0 0 0 3 9 摘 要 针 对传 统 的 串行 数 据 处理 方式 实时性低 的 问题 ， 提 出一种 基 于 F P GA 的 多协 议 网关设 计 方案 ， 给 出了 多协议 网关 的总体 架构 、 关键 硬 件 电路 设 计 和软 件 设 计 。该 网关利 用 了 F P G A 并行 执 行 的特 点 ， 能够 接 入 4 8 5总线信 号 、 C AN 总 线信号 、 频 率量 、 开 关量 、 Z i g B e e无 线信 号 和 以太 网信 号 等 ， 实现 了对 不 同速 率 、 接 口的传 感 器信 号 的 同 时采 集 和 实时传 输 。 关 键 词 多协议 网关 ；F P G A；并行 处理 中图分类号 TD 6 7 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 5 0 9 2 9 1 4 5 2 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ ww w． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 5 0 9 2 9 ． 1 4 5 2 ． 0 1 7 ． h t ml De s i g n a n d i mp l e me nt a t i o n o f mu l t i p r o t o c o l g a t e wa y o f c o a l mi n e XI N Yo n g x i a n g 一， ZHANG Xi a o b o 一，LI U J i n g we i ， 。 1． CCTEG Cho ng qi n g Re s e a r c h I ns t i t u t e，Cho ng qi n g 4 0 00 3 9，Chi na；2． Ch on gq i n g Eng i ne e r i ng Re s e a r c h Ce n t e r o f Ke y Te c h n o l o g i e s o f M i n e I n t e r n e t o f Th i n g s ，C h o n g q i n g 4 0 0 0 3 9，Ch i n a Ab s t r a c t For l ow r e a l t i m e pe r f o r m a nc e o f t r a di t i o na l s e r i a l d a t a p r o c e s s i ng mo de ，a d e s i gn s c he me o f mul t i pr o t o c ol ga t e wa y ba s e d o n FPGA wa s p r op os e d，a nd t he ov e r a l l a r c hi t e c t ur e ， k e y ha r d wa r e c i r c u i t d e s i g n a n d s o f t wa r e d e s i g n we r e g i v e n．Th e g a t e wa y t a k e s a d v a n t a g e o f p a r a l l e l e x e c u t i o n o f FP GA，a n d c a n a c c e s s 4 8 5 b u s s i g n a l ，CAN b u s s i g n a l ，f r e q u e n c y s i g n a l ，d i g i t a l s i g n a l ，Z i g B e e wi r e l e s s s i g n a l a n d Et he r ne t s i gn a1 ． I t a c hi e ve s s i m u l t a ne ou s a c qu i s i t i o n a n d r e a l t i me t r a n s mi s s i on of s e n s or s i gn a l s wi t h d i f f e r e n t r a t e s a nd i n t e r f a c e s ． Ke y wo r ds m u l t i p r ot oc o l g a t e wa y；FPGA ；pa r a l l e l e x e c u t i on 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 4 2 2 ； 修 回日期 2 0 1 5 0 7 0 7 ； 责 任编辑 胡娴 。 基金项 目 2 0 1 4年国家物联网发展专项资金项 目 2 0 1 4 0 8 3 1 0 5 。 作者简介 辛永祥 1 9 8 4 一 ， 男 ， 重庆人 ， 助理工程师 ， 从事煤矿安全监测系统 、 煤矿监控技术及仪 器仪表 、 无线通信技术等方面的研究工作 ， E m a i l z h a n g x b3 2 0 1 2 f o x ma i l ． c o rn。 故障原因， 从而建立可靠的通信 网络。本文提出的 Mo d b u s 协议实现方法也可 以应用到其他任何采用 Mo d b u s协议通信 的系统 中。 参考文献 I- 1 ] [ 2 ] 贾运 红． S 7 2 0 0 P L C 串行 通 信 网络 在 煤矿 连 续运 输 系统 中的应用I- j ] ． 煤矿机 电 ， 2 0 1 1 3 8 9 9 2 ． G B ／ T 1 9 5 8 2 ． 1 2 o 0 8基于 Mo d b u s 协议 的工业 自动 化网络规范第 1 部分 Mo d b u s 应 用协议I s ] ． [ 3 ] 雷煌 ． 基于 Z i g B e e 技术的煤矿井 下无线 网络系 统I- J - ] ． 煤炭 工程 ， 2 0 0 8 8 1 2 0 1 2 2 ． [ 4 ] 李 辉 ， 吴 小平． 基于 Mo d b u s 协议 的 s 7 2 0 0系列 P L C 与单 片机 主从 通信研究 r J ] ． 实验室研 究与探索 ， 2 0 1 2 ， 3 1 4 8 2 - 8 4 ． [ 5 ] 汪正 果． Mo d b u s 协议 在 S 7 2 0 0 P L C与 P C机 通信 中 的应 用[ J ] ． 煤 矿机械 ， 2 0 1 0 ， 3 1 2 1 9 2 1 9 4 ． [ 6 ] 中达 电通 股份 有 限公 司． D VP _ P L c - P r o g r a m一 0一 S C 一 2 0 1 2 0 2 2 9[ E B ／ 0 L] ． 2 0 1 2 0 2 2 0[ 2 0 1 5 0 4 1 0] ． h t t pt | | ． d e l t a ． e o m． t w／ i n d u s t r i a l a u t o ma t i o n．