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要实现模拟量输入模块通过 Modbus 协议与组态王的数据采集，需完成模块参数配置、Modbus 通讯设置及组态王变量映射。以下是详细的实现步骤：

一、系统构成与原理

核心组件：

• 模拟量输入模块（如西门子 SM 331、研华 ADAM-4017 等，支持 Modbus RTU/TCP）

• 组态王（KingView）：作为 Modbus 主站，主动读取模块数据

• 通讯链路：RS485（Modbus RTU）或以太网（Modbus TCP）

工作原理：

1. 模拟量模块将传感器信号（如 4-20mA、0-10V）转换为数字量（如 0-65535）。

2. 组态王通过 Modbus 协议读取模块寄存器中的数字量。

3. 组态王对数字量进行量程转换（如将 0-65535 转换为实际物理量，如温度 - 10~50℃）。

二、硬件连接与模块配置

1. 硬件连接（以 Modbus RTU 为例）

• 接线：模拟量模块的 RS485 接口（A/B 端子）与组态王所在电脑的 RS485 串口（或 USB 转 RS485 模块）连接，屏蔽层单端接地。

• 终端电阻：若通讯距离＞50 米，在模块侧接入 120Ω 终端电阻。

2. 模拟量模块参数设置

通过模块配置软件（如研华 ADAM-4000 Utility）设置核心参数：

• 通讯协议：Modbus RTU（从站模式）

• 波特率：9600bps（与组态王一致，可选 4800/19200）

• 数据格式：8 位数据位，1 位停止位，无校验（或偶校验）

• 从站地址：1-247（如设为 1，需与组态王中一致）

• 采样率：根据需求设置（如 10Hz，避免过快占用总线资源）

三、组态王数据采集配置步骤

1. 新建设备驱动

1. 打开组态王，进入 “工程浏览器”→“设备”→“COM1”（或对应串口）。

2. 右键 “新建”，选择设备驱动：

• Modbus RTU 模块：选 “PLC→Modbus→Modbus RTU”

• Modbus TCP 模块：选 “PLC→Modbus→Modbus TCP/IP”

3. 设置设备名称（如 “AI_Module”）和从站地址（如 1，与模块一致）。

2. 配置通讯参数

在设备配置界面，确保与模块参数完全一致：

# 组态王与模拟量模块Modbus通讯配置步骤

## 1. 模拟量模块参数（以研华ADAM-4017为例）

- 从站地址：1

- 波特率：9600bps

- 数据格式：8N1（8数据位，无校验，1停止位）

- 寄存器映射：

  - 通道1：40001（0-10V输入，对应0-65535）

  - 通道2：40002（4-20mA输入，对应6553-32767）

## 2. 组态王设备配置

- 设备类型：PLC→Modbus→Modbus RTU

- 设备名称：AI_Module

- 通讯端口：COM1

- 通讯参数：9600,8,1,None

- 从站地址：1

## 3. 变量定义（数据词典）

1. 变量名：Voltage_CH1

   - 连接设备：AI_Module

   - 寄存器地址：40001

   - 数据类型：USHORT

   - 原始范围：0-65535

   - 实际量程：0-10V

2. 变量名：Current_CH2

   - 连接设备：AI_Module

   - 寄存器地址：40002

   - 数据类型：USHORT

   - 原始范围：6553-32767

   - 实际量程：4-20mA

3. 定义变量与寄存器映射

模拟量模块的测量值通常存储在保持寄存器（4x 区） 或输入寄存器（3x 区），需根据模块手册映射：

组态王变量定义步骤：

1. 进入 “数据词典”→“新建”，变量名设为 “AI_Voltage_CH1”。

2. 连接设备选 “AI_Module”，寄存器地址填 “40001”，数据类型选 “USHORT”。

3. 设置量程转换：

• 原始值范围：0-65535（模块 AD 转换值）

• 实际量程：0-10V（传感器输出范围）

• 转换公式：实际值 = (原始值 / 65535) * 10（组态王可自动完成）

四、数据采集测试与故障排查

1. 测试方法

• 在线监控：组态王中打开 “变量监控”，查看 “AI_Voltage_CH1” 是否有数值变化（接入标准信号源测试，如 5V 对应 32768 左右）。

• 通讯状态：在 “设备”→“AI_Module”→“测试” 中点击 “通讯测试”，显示 “通讯正常” 则配置正确。

2. 常见问题解决

五、Modbus TCP 配置差异（以太网模块）

若使用 Modbus TCP 模拟量模块（如研华 EKI-1224），组态王配置略有不同：

1. 设备驱动选择 “Modbus TCP/IP”，输入模块 IP 地址（如 192.168.1.100）和端口号（默认 502）。

2. 寄存器地址格式为 “IP 地址：端口号！寄存器地址”（如 “192.168.1.100:502!40001”）。

3. 无需设置波特率，只需确保模块与组态王电脑在同一网段。

总结

核心是 **“参数一致 + 地址正确 + 量程匹配”**：模拟量模块与组态王的 Modbus 参数必须完全一致，寄存器地址需按手册映射，同时正确配置量程转换以获取实际物理量。调试时通过组态王的通讯测试功能快速定位问题，重点排查接线、地址和参数匹配性。

组态王Modbus数据采集配置示例

V1

创建时间：18:10

通过上述配置，组态王可稳定采集模拟量模块的输入信号，并转换为实际物理量。实际应用中需根据模块型号查阅手册，确认寄存器地址和信号范围，确保数据采集准确。