工业Modbus速度横向测评

sunnyroc  2022-02-18 21:45  阅读 5,224 次 评论 0 条

前言

想知道Modbus通信能达到多快的速度。

首先,我们要明确一点,Modbus本身只是一个应用层的协议规约,意思就是Modbus本身是没有速度一说的,当运行在传输层以太网或者串口介质上的时候,才会存在实时性的说法。

那么至于Modbus通信速度到底是多少,本文以ModbusTCP为例,配合西门子200Smart PLC、西门子1200 PLC、西门子1500 PLC、三菱FX5U、台达DVP-ES3以及正运动的运动控制卡,来做一个通信测试,测试结果仅表示当前环境、当前电脑配置、当前网络环境下的结果,仅供参考。

测试程序

这里采用的通信库是我们自己开发的通信库xktComm,不同的通信库测试结果可能有所不同。

首先设计界面如下所示:

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不同设备都使用默认端口502,所以仅仅只是IP地址不同而已,为了增加数据的准确性,我们使用循环读取的方式,默认是循环1000次,同时为了证明实时通信的过程,增加了显示报文的选择,可以将实时通信的报文显示出来。

同时,我们读取的存储区也是一样的,读取4区从0开始的100个寄存器。

西门子200Smart

西门子200Smart PLC,我们采用的是CPU ST40,大家都知道西门子PLC想要支持ModbusTCP通信,是需要写一点PLC程序的,如下图所示:

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测试结果如下:

不显示报文结果:

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显示报文结果:

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最后一帧报文的前两个字节表示序号:0B B8=3000,因为这是第三次通信。

西门子1200

西门子1200 PLC,我们采用的是CPU 1212 DC/DC/DC,西门子1200 同样是需要写一点PLC程序的,如下图所示:

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测试结果如下:

不显示报文结果:

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显示报文结果:

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结果可以看到,1200PLC的ModbusTCP通信比200Smart还要慢,更换1214的PLC测试结果也是一样的。

测试的通信负载是20%,将通信负载改成50%,再次测试,测试结果如下:

不显示报文结果:

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显示报文结果:

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通信负载在一定程度上可以提高通信效率,可以根据实际情况适当提高。

西门子1500

西门子1500 PLC,我们采用的是CPU 1511T-1 PN,西门子1500 同样是需要写一点PLC程序的,如下图所示:

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测试结果如下:

不显示报文结果:

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显示报文结果:

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三菱FX5U

三菱FX5U PLC,我们采用的是FX5U-32MT/ES,三菱FX5U PLC是直接支持ModbusTCP的,但是需要做下配置,在以太网配置里加上ModbusTCP连接设备,端口号设置为502。

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测试结果如下:

不显示报文结果:

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显示报文结果:

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台达DVP

台达PLC,我们采用的是DVP32-ES3,国产PLC对Modbus协议支持的很好,不需要做任何配置即可实现Modbus通信。

测试结果如下:

不显示报文结果:

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显示报文结果:

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正运动运动控制卡

正运动运动控制卡,我们采用的是ECI1408,同样也不需要任何配置,即可实现Modbus通信。

测试结果如下:

不显示报文结果:

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测试发现,连接之后的第一个循环会比后续的时间多一些,连续测试的结果,大约在200ms左右。

显示报文结果:

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测试结果汇总

以不显示报文的结果来进行汇总,如下表所示:

设备 1000次 平均周期
200Smart 3500ms 3.5ms
1200 PLC 4600ms 4.6ms
1500 PLC 5300ms 5.3ms
FX5U PLC 2000ms 2ms
台达 PLC 1500ms 1.5ms
正运动 200ms 0.2ms

从测试结果来看,ModbusTCP的通信速率,不同的PLC大约在1.5ms-5ms之间,而正运动运动控制卡可以达到0.2ms,比PLC的通信效率要高10倍以上。

via:DotNet工控上位机

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