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自1971年提出机电一体化这一概念以来，机电一体化经历了四十多年的发展，其意义和实现方式跟随着科技的发展不断更新，不断丰富。特别是随着“工业4.0”概念的提出及实践，设备制造行业对电气和机械设计软件的融合也提出了适应新时代发展特性的革命性要求。

二、          机电一体化设计的难点

目前，在中能够完成电气设计的产品有很多，也不乏一些源自国内基于AutoCAD二次开发的智能设计插件。这些工具可以高效而智能的完成电气绘图。在机械设计领域，设计软件也是琳琅满目，所具备的能力也是参差不齐。能够真正实现机电一体化设计的少之又少。

所谓机电一体化设计，就是将电气设计所产生的电气数据（例如断路器设备参数及数量等信息）与机械设计软件无缝对接，使得设备数据在电气设计和机械设计两种不同的环境中自由流通。要实现这个目标，需要有几个必要条件：

1.      数据库支持。

数据库是存储数据所必要的介质，因为软件需要通过数据库存储大量的设备、符号、电线等数据。例如，对于设备来说，需要存储设备在图纸中所使用的符号名称，以及设备本身的长宽高等参数数据。只有有了数据库，才有可能将数据传递给3D产品开始下一步的智能设计。

就这项要求，国内很多基于AutoCAD二次开发的产品都将不能胜任。

2.      3D软件的开发接口

目前，越来越多的3D软件具备了开放的API接口。例如PTC，SolidWorks，Pro-E等等。这样开放的接口为机电一体化的开发提供了良好的途径。电气设计软件的开发需要通过这样的API接口进入3D软件，并形成数据互动，这项技术不仅仅是需要通过API来调用数据，更重要的是要向3D软件中写数据，这就要求两款产品的研发人员具备更多的沟通和合作开发的途径。

3.      数据传输途径

目前，大部分机械软件与电气软件实现数据对接，都是通过XML作为中间媒介，在XML中输入2D数据和与其相关联的3D数据。通过这样的方式，即便是成功了完成数据对接，在设计修改时也会造成相当大的修改工作量（需要修改2D，3D和XML文件）。

由于这些阻碍，很少企业能够真正使用电气软件和机械软件完成对接，不能在企业内部建立制造数据在电气和机械这两个不同的设计部门自由流通。

三、           电气软件elecworks的集成能力

法国 Trace SoftwareInternational 公司开发的电气设计软件 elecworks 是目前市面上唯一能够提供机电一体化设计方式的智能产品。早在2009年起，TraceSoftwareInternational 公司就宣布了旗下产品elecworks为SolidWorks产品数据提供无缝集成的能力。而elecworks在本身的电气设计领域，也体现了卓越的性能。

1.       使用Top-Down的方式完成电气设计

传统的设计工具将目标锁定在缩短绘图时间上，将一些繁杂的工作交给电脑处理。真正要提高设计效率、缩短设计周期，仅仅提速画图是远远不够的。电气设计需要对设计内容做宏观规划，定义系统框架。完成宏观设计后，使用微观的原理图设计，详细的定义出设备的连接信息。

elecworks将设计的方式与机械设计的方式相对应，采用Top-Down的设计模式，优先通过布线方框图对整个系统做框架划分，区分出设备的位置关系（空间）和系统关系（功能）。由此，每个设备都赋予了特定的两个属性。根据IEC61346标准定义，使用 + 表示位置关系，使用 = 表示功能关系。

这样的设计方式是与3D设计软件的设计模式相同的——这奠定了机电一体化设计的工作模式基础。

2.       树状数据结构

在elecworks原理图中增加的每一个符号，都可以为其分配不同的设备型号。对应的，每个设备型号数据都可以映射到设备的物理尺寸（长、宽、高）。这样，elecworks通过这些数据可以完成2D的机柜布局图。

这样的机柜布局，是电气工程师根据所设计的原理而做的初步设备布局规划。——这为后期与3D软件的集成提供了设备参数参考。

3.       详细的接线数据

在所有的电气软件中，elecworks在电线和电缆数据的处理上体现了其卓越的额特性。不仅仅可以自动生成电线的线号，还可以批量定义电线的线型属性，例如颜色、线径、编号格式等等。

在完成原理设计后，elecworks可以自动生成各种接线数据报表，例如电线接线表、电缆表、电缆芯接线表等。——这是在3D中实现自动布线的数据前提。

四、           基于Creo的3D布局和布线

经过Trace software international公司与美国参数技术公司（PTC公司）经过深入合作，由Tracesoftwareinternational 公司开发了elecworks 与Creo的无缝集成接口。在elecworks中所增加或减少的设备数据，可以在Creo中同步更新。

1.         电气和机械设计的协同设计

无论是同一个局域网中互相连接的两个电脑分别开始电气设计和机械设计，还是同一台电脑中分别打开elecworks和Creo两款软件，使用elecworks的3D模块就可以实现数据的连接。

完成数据连接后，通过Creo的强大3D能力，就可以开始将elecworks的2D原理平面设计转成立体的3D空间实体设计了。

2.         数据的3D空间布局与布线

从elecworks中获取到电气数据后，在Creo中通过设备导航器，直接双击设备名称就可以调用出相应的3D模型。这个调用出来的模型与机械工程师自行添加出来的模型本质的区别在于，关联的模型会具备elecworks的电气属性。这样的属性是后期自动布线的前提。

在Creo中，定义好模型的电气连接点信息，使得模型具备读取elecworks电气设备工艺管脚数据的能力。

完成这样的准备工作后，在Creo中直接运行布线命令，就可以通过Creo将elecworks中的电气原理接线关系体现在3D软件中。

一、硬件设备

1.PLC： FC4A-C24R2

2.RS485 通信卡： FC4A-PC3

4.编写发送命令

至此， Modbus RTU 写命令（功能码 06）的发送语句就完成了。如果需要的话还可以编写对应的接收命令。

5.编写接受命令

上个例程（功能码 06）为写一个寄存器，该指令并非必须需要接收其返回报文。但下面的例程（功能码03）为读取多个寄

存器， 该指令必须要接受返回报文才能得到需要读取的数据寄存器的值，为此就需要编写接收命令。

上图为读多个寄存器指令的发送命令， 该指令的内容意为：

行“ 01”“ 03”代表了向 MODBUS RTU 从站 01 发送读多个寄存器（功能码03）命令。

第二行“ 00”“ 01”代表了读取目标寄存器的起始地址为 0000H。

第三行“ 00”“ 01” 代表了连续读取寄存器的数量为 1 个。

第四行“ [BCC M-2 01]”代表了 MODBUS RTU 的 BCC 校验。

上图为读多个寄存器指令的接收命令， 该指令的内容意为：

行“ 01”“ 03”代表了向 MODBUS RTU 从站 01 发送读多个寄存器（功能码03）命令。（同发送命令行）

第二行“ 02”代表了 MODBUS RTU 从站的回应信息中数据的字节个数为 2 个字节。（字节个数=之前读取多个寄存器发送命令中的读取寄存器数量X2）

第三行“ <D0001 -2 01>”代表了读取过来的 0000H 寄存器（个）的数据的存放地址为D0001。（如读取了多个寄存器则需重复该行存放于不同的地址）

第四行“ [BCC M-2 01]”代表了 MODBUS RTU 的 BCC 校验。

注： 本文仅为为简单的 MODBUS RTU 指令的实现，文中的接收命令都为正常的回应信息格式，如有需要还需编写异常的回应信息接收指令，以判断发生了何种错误。