久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

Modbus協(xié)議是OSI模型的第七層的應(yīng)用層通訊協(xié)議，定義了不同類型設(shè)備間交換信息方式，以及信息的格式。

Modbus的工作方式是請求/應(yīng)答，每次通訊都是主站先發(fā)送指令，可以是廣播，或是向特定從站的單播，從站響應(yīng)指令，并按要求應(yīng)答，或者報告異常。當主站不發(fā)送請求時，從站不會自己發(fā)出數(shù)據(jù)，從站和從站之間不能直接通訊。

Modbus協(xié)議的報文（或幀）的基本格式是：

表頭 + 功能碼 + 數(shù)據(jù)區(qū) + 校驗碼

功能碼和數(shù)據(jù)區(qū)在不同類型的網(wǎng)絡(luò)都是固定不變的，表頭和校驗碼則因網(wǎng)絡(luò)底層的實現(xiàn)方式不同而有所區(qū)別。表頭包含了從站的地址，功能碼告訴從站要執(zhí)行何種功能，數(shù)據(jù)區(qū)是具體的信息。

先以串行通訊的Modbus為例（注意Modbus TCP的報文表頭和校驗碼是不一樣的），主站發(fā)送了：

09 03 00 04 00 03 XX

主站告訴從站09，我要讀取的地址偏移為4、5、6的Holding Register的數(shù)值。其中"03"是讀Holding Register的功能碼，"00 04 00 01"是數(shù)據(jù)區(qū)，"00 04"是寄存器的地址，"00 03"說明要連續(xù)讀三個寄存器的值。"XX"代表最后的校驗位，校驗方法是LRC或CRC。

從站收到信息后，就從對應(yīng)的寄存器找到數(shù)值，回復(fù)：

09 03 06 02 2B 00 01 00 64 XX

從站回答，該地址偏移為4的寄存器值為02 2B，地址偏移為5的寄存器值為00 01，地址偏移為6的寄存器值為00 64。其中"09 03"是復(fù)制了主站發(fā)來的地址和功能碼，"06"代表接下來的數(shù)據(jù)共有6個字節(jié)。

如果從站收到了一個錯誤的請求，例如發(fā)現(xiàn)要讀的寄存器地址是錯誤的，則回復(fù)：

09 83 02 XX

其中"83"是把功能碼"03"的最高位置1，告訴主站發(fā)生了異常，"02"是異常碼，說明發(fā)生了無效地址的異常。

Coil：大小只有1位，ON或OFF，可讀可寫，既可以是一個輸出量輸出點，也可以是數(shù)字量輸入點，有效的地址范圍是1-9999。

Input Status：大小只有1位，ON或OFF，只讀，即數(shù)字量輸出點，有效地址范圍是10001-19999。

Input Register：16位的寄存器，只讀，可以用作模擬量或16位打包輸入點，有效地址范圍是30001-39999。

Holding Register：16位的寄存器，可讀可寫，既可以是一個模擬量或16位打包輸入點，也可以是模擬量或16位打包輸出點，有效地址范圍是40001-49999。

在PLC或DCS上用點名標記不同的變量，在Modbus則以數(shù)據(jù)地址來標記每個點。以上所說的地址都是參考地址，而不是實際的物理地址。上述的地址是在設(shè)備中的地址，按照PLC的習慣從1開始遞增，而Modbus報文中是從0開始遞增。例如地址偏移為4、5、6的Holding Register，其實是指參考地址是40005、40006、40007的寄存器。

對于不同類型的網(wǎng)絡(luò)，Modbus的第7層實現(xiàn)是一樣的，區(qū)別在于下層的實現(xiàn)方式，常見的有TCP/IP和串行通訊兩種。

Modbus TCP基于以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議，Modbus RTU和Modbus ASCII則是使用異步串行傳輸（通常是RS-232/422/485）。

對于Modbus TCP而言，主站通常稱為Client，從站稱為Server；而對于Modbus RTU和Modbus ASCII來說，主站是Master，從站是Slave。

如圖2所示，串行傳輸?shù)奈锢韺邮荝S-485或RS-232，數(shù)據(jù)鏈路層是Modbus的串行傳輸協(xié)議；Modbus TCP的1、2、3、4層實現(xiàn)和日常所見的以太網(wǎng)、因特網(wǎng)一樣。Modbus默認采用的TCP端口號是502。

圖3說明了Modbus TCP的改動：

1.取消了校驗位。數(shù)據(jù)鏈路層上就進行了CRC-32的校驗，TCP/IP是面向連接的可靠性的協(xié)議，因此沒必要再加上校驗位。

2.Slave地址換成了Unit Identifier。當網(wǎng)絡(luò)里的設(shè)備全是使用TCP/IP，這個地址是沒有意義的，因為IP就能進行路由尋址。如果網(wǎng)絡(luò)里還有串行通訊的設(shè)備，則需要網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)Modbus TCP到Modbus RTU或ASCII之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，這時用Unit Identifier來標識網(wǎng)關(guān)后面的每個串行通訊設(shè)備。

3.Length是指后面的字節(jié)總數(shù)。實際上數(shù)據(jù)區(qū)的長度是能確定的，有的功能碼就可以確定數(shù)據(jù)區(qū)的長度，有的功能碼雖不能確定數(shù)據(jù)區(qū)長度，但是數(shù)據(jù)區(qū)有字節(jié)計數(shù)，參見上文舉的從站應(yīng)答的例子。表頭增加的Length是為了應(yīng)對有些情況下TCP/IP協(xié)議會將應(yīng)用層的數(shù)據(jù)拆包傳輸。

4.Transaction Identifier和Protocol Identifier由Client生成，Server的響應(yīng)將復(fù)制這些參數(shù)。

RTU模式下，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，傳輸?shù)木褪且粋€字節(jié)。ASCII模式下，同樣一個字節(jié)數(shù)據(jù)用了兩個字節(jié)來傳輸。

例如，要傳輸數(shù)字0x5B，RTU傳輸?shù)氖?101 1011（二進制），而ASCII傳輸?shù)氖?0110101和01000010。可見，ASCII傳輸?shù)乃俾适荝TU的一半。

ASCII模式采用LRC校驗，RTU模式采用16位CRC校驗。

來源：網(wǎng)絡(luò)整理