PLC MODBUS RTU通信中的CRC校验子程序

简介：
本文章详细介绍在PLC编程中实现MODBUS RTU通信时CRC校验子程序的设计与应用方法，确保数据传输准确性和可靠性。 在工业自动化领域，PLC（可编程逻辑控制器）与各种设备通信时常使用MODBUS RTU协议。这是一种基于串行连接的远程终端单元模式变体，提供了高效且可靠的通信方式。CRC（循环冗余校验）是MODBUS RTU中一个重要的组成部分，用于检测数据传输过程中可能发生的错误。 CRC是一种广泛应用于数据交换中的误差检查方法，通过计算特定的数据序列来确保信息在传输过程中的完整性。对于PLC与外部设备之间的信息交换来说，CRC保证了其准确性。以下是关于CRC校验的基本原理和实现步骤： 1. **CRC计算的理论基础**：该算法基于多项式除法运算，使用预设的生成多项式（例如MODBUS中常用的16位CRC-CCITT，即X^16 + X^12 + X^5 + 1）。数据被视作一个二进制形式的多项式，并与上述生成多项式进行模2除法计算。最终得到的结果就是CRC校验码。 2. **CRC的具体实施步骤**： - 初始阶段：将用于存放中间结果的寄存器初始化为全1（即FFFFH）。 - 数据处理过程：对每一个数据位执行特定的操作，与生成多项式进行模2除法运算。如果当前的数据位为1，则需要先将CRC寄存器左移一位后再异或上生成多项式的值。 - 最终结果：完成所有操作后得到的CRC校验码会被添加到传输的数据帧中。 3. **MODBUS RTU数据包结构**：一个完整的RTU通信帧由起始地址、功能代码、实际数据和CRC校验组成。其中，CRC是根据前面的所有字节（不包括开始结束位）计算得出的值。 4. **编写CRC子程序**：在PLC编程中，通常需要使用汇编语言或高级语言如梯形图逻辑或结构化文本来实现这个过程。不同的PLC品牌（例如欧姆龙、西门子等），虽然它们的具体实施细节可能存在差异，但是基本的算法是相同的。 5. **错误检测机制**：接收端会重复执行同样的CRC计算，并将结果与接收到的数据中的校验码进行对比。如果两者不匹配，则表明数据在传输过程中可能已经损坏或被篡改了，此时通信可能会中断并要求重新发送信息。 总的来说，理解和正确实现CRC子程序对于确保MODBUS RTU协议的可靠性和准确性至关重要。不同品牌的PLC提供了不同的内置函数或者库来支持CRC计算，在不具备这些功能的情况下，则需要开发者自行编写相应的代码段。通过理解上述内容，你可以掌握在各种PLC平台上实施CRC校验的方法，并优化你的通信系统性能。