Modbus 通讯协议的原理和标准
Modbus通讯协议
Modbus通讯协议
Modbus是一种常用的通讯协议,用于在工业自动化系统中传输数据。它被广泛应用于监控、控制和数据采集等领域。本文将介绍Modbus通讯协议的基本原理和应用。
Modbus通讯协议是一种主从式通讯协议,通常由一个主站和多个从站组成。主站负责控制和管理通信过程,从站则负责传输和响应数据。主站和从站之间通过串口、以太网或其他通讯方式进行数据的传输。
Modbus通讯协议基于简单高效的ASCII或RTU格式,可以在多种不同通讯介质上使用。其中,ASCII格式使用7位或8位ASCII码传输数据,而RTU格式使用二进制码传输数据。这两种格式都具有灵活性和可靠性,且易于实现和维护。
主站和从站之间的通讯过程通常分为寻址、请求和响应三个步骤。首先,主站通过地址指定所需通讯的从站。然后,主站发送请求命令给指定的从站。从站接收到请求命令后,进行数据处理并返回响应给主站。最后,主站接收到响应后进行相应的处理。
Modbus通讯协议支持多种数据类型,包括线圈、寄存器、输入线圈和输入寄存器。线圈用于表示开关状态,寄存器用于存储数据。这些数据类型可以通过Modbus协议进行读写操作,以满足数据采集和控制的需求。
Modbus通讯协议具有许多优点。首先,它是一种开放的通讯
协议,被广泛应用于不同的设备和系统中。其次,Modbus通
讯协议简单易用,具有较低的开发和维护成本。另外,Modbus通讯协议支持大量并发连接,可以在多个从站之间同
时传输数据。
Modbus通讯协议被广泛应用于工业自动化系统中。例如,它
Modbus通讯协议详解
Modbus通讯协议详解
协议简介:
Modbus是一种通信协议,用于在自动化系统中传输数据。它是一种简单、开放、易于实现的协议,广泛应用于工业控制领域。本文将详细介绍Modbus通讯协议的结构、功能以及使用方法。
一、协议结构
Modbus协议由两个主要部分组成:应用层和传输层。
1. 应用层
应用层定义了数据的格式和传输方式。它包括以下几个部分:
- 功能码:用于标识数据传输的类型,如读取数据、写入数据等。
- 数据地址:用于指定要读取或写入的数据的位置。
- 数据长度:用于指定要读取或写入的数据的长度。
- 数据值:要读取或写入的实际数据。
2. 传输层
传输层定义了数据的传输方式。Modbus协议支持多种传输方式,包括串行通信和以太网通信。其中,串行通信使用RS-232、RS-485等物理层协议,以太网通信使用TCP/IP协议。
二、功能码
Modbus协议定义了一系列功能码,用于标识数据传输的类型。以下是一些常用的功能码:
1. 读取线圈状态(功能码:01)
该功能码用于读取线圈的状态,即开关量的状态。通过指定起始地址和数量,
可以一次性读取多个线圈的状态。
2. 读取输入状态(功能码:02)
该功能码用于读取输入的状态,即传感器的状态。通过指定起始地址和数量,
可以一次性读取多个输入的状态。
3. 读取保持寄存器(功能码:03)
该功能码用于读取保持寄存器的值,即模拟量的值。通过指定起始地址和数量,可以一次性读取多个保持寄存器的值。
4. 读取输入寄存器(功能码:04)
该功能码用于读取输入寄存器的值,即模拟量的值。通过指定起始地址和数量,可以一次性读取多个输入寄存器的值。
MODBUS协议详细讲解
MODBUS协议详细讲解
MODBUS协议是一个常用的工业领域通信协议,用于在不同设备之间进行数据传输和通信。它具有简单、易于实现和可靠的特点,被广泛应用于现代工业自动化系统中。
一、MODBUS协议的基本原理
MODBUS协议使用主从结构进行通信,其中主机通常是一个上位机(如计算机),而从机则是各种设备(如传感器、控制器等)。主机通过发送请求命令来获取或修改从机中的数据,而从机则通过相应命令来响应主机的请求。这种简单的请求-响应机制使得MODBUS协议非常易于理解和实现。
二、MODBUS协议的消息格式
1. MODBUS RTU格式:
MODBUS RTU格式是MODBUS协议中最常用的一种格式。它使用二进制编码,每个字节之间不使用分隔符。一个MODBUS RTU消息包括以下几个部分:
- 从机地址:指定要操作的从机设备
- 功能码:表示执行的操作类型(读取数据、写入数据等)
- 数据域:包含具体的数据信息
- CRC校验:用于检测数据的完整性
2. MODBUS ASCII格式:
MODBUS ASCII格式使用ASCII码来表示消息,相比RTU格式更容易诊断和调试。它与RTU格式相比,消息包含的信息量更大,但传输效率较低。
三、MODBUS协议的功能码
在MODBUS协议中,功能码用于指示主机要执行的操作类型,常用的功能码包括:
- 读取线圈状态(功能码01)
- 读取离散输入状态(功能码02)
- 读取保持寄存器(功能码03)
- 读取输入寄存器(功能码04)
- 写单个线圈(功能码05)
- 写单个寄存器(功能码06)
标准modbus通讯协议
标准modbus通讯协议
Modbus通讯协议是一种用于工业自动化领域的通讯协议,它被广泛应用于工
业控制系统中,用于实现不同设备之间的数据传输和通讯。标准Modbus通讯协议
具有简单、可靠、易于实现和广泛应用等特点,因此备受工业领域的青睐。
首先,让我们来了解一下Modbus通讯协议的基本原理。Modbus通讯协议是基于主从结构的通讯协议,通常由一个主站和多个从站组成。主站负责发起通讯请求,而从站则负责响应主站的请求并提供相应的数据。在Modbus通讯协议中,通讯数
据以16位的字为单位进行传输,可以实现对不同类型数据的读取和写入操作。
其次,我们需要了解Modbus通讯协议的数据传输格式。在Modbus通讯协议中,数据传输采用了RTU(Remote Terminal Unit)格式和ASCII格式两种方式。RTU格式采用二进制方式传输数据,具有传输速度快、传输效率高的特点;而ASCII格式则采用ASCII码进行数据传输,具有数据可读性强的特点。根据实际应用需求,可以选择不同的数据传输格式来进行通讯。
另外,Modbus通讯协议还包括了不同的功能码,用于实现对不同类型数据的
读取和写入操作。常用的功能码包括读保持寄存器、写单个寄存器、读输入寄存器、写多个寄存器等,通过这些功能码可以实现对不同类型数据的操作。
在实际应用中,我们还需要考虑到Modbus通讯协议的网络拓扑结构和通讯方式。Modbus通讯协议可以采用串行通讯和以太网通讯两种方式,根据实际应用场
景可以选择不同的通讯方式。同时,Modbus通讯协议支持多种网络拓扑结构,包
MODBUS协议详细讲解
MODBUS协议详细讲解
MODBUS协议是一种用于工业自动化领域的通信协议,它被广泛
应用于各种设备间的数据交换和通信。本文将详细介绍MODBUS协议
的原理、结构和工作方式,以及其常见的应用场景和优势。
一、协议概述
MODBUS协议是一种基于主从结构的通信协议,它定义了一系列
规范和命令格式,用于实现不同设备之间的数据传输和通信。该协议
最早由Schneider Electric公司于1979年提出,目前已成为工业自动化
领域最常用的通信协议之一。
MODBUS协议主要分为MODBUS ASCII和MODBUS RTU两种传
输模式,其中MODBUS RTU是应用最广泛的一种模式,采用二进制
编码来进行数据传输,具有较高的效率和可靠性。
二、协议结构
MODBUS协议主要由两个部分组成:应用层和传输层。
1. 应用层:应用层定义了MODBUS协议中的命令格式和数据格式。它主要包含了读取和写入数据的命令,如读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器和读取输入寄存器等。这些命令可以通过主设备
向从设备发送,并获取相应的响应。
2. 传输层:传输层定义了MODBUS协议中数据的传输方式和物理层面的连接。MODBUS RTU采用串行通信方式,使用RS-485或RS-232接口进行连接,而MODBUS ASCII则采用ASCII字符进行传输。
三、工作方式
MODBUS协议的工作方式通常涉及一个主设备和多个从设备之间的通信。
1. 主设备:主设备负责发送命令并接收从设备的响应。它可以是一个计算机、PLC或其他支持MODBUS协议的设备。
Modbus通讯协议详解
Modbus通讯协议详解
一、引言
Modbus通讯协议是一种常用于工业控制系统中的通信协议,它基于主从结构,用于实现不同设备之间的数据交换。本文将详细介绍Modbus通讯协议的基本原理、通信方式、数据格式以及常见应用场景。
二、协议原理
Modbus通讯协议是基于串行通信的协议,它使用简单的请求/响应模式进行数
据交换。协议包括两种通信方式:Modbus ASCII和Modbus RTU。Modbus ASCII
使用ASCII码表示数据,而Modbus RTU使用二进制码表示数据。协议规定了数
据的传输格式、通信命令、错误检测等。
三、通信方式
1. Modbus ASCII通信方式
Modbus ASCII通信方式使用ASCII码表示数据,每个字节使用两个ASCII字
符表示,其中包括一个校验和。通信过程中,主站发送请求命令,从站接收并处理请求,然后从站发送响应。请求和响应之间使用回车换行符进行分隔。
2. Modbus RTU通信方式
Modbus RTU通信方式使用二进制码表示数据,每个字节使用8位二进制表示。通信过程中,主站发送请求命令,从站接收并处理请求,然后从站发送响应。请求和响应之间使用帧间隔进行分隔。
四、数据格式
1. Modbus ASCII数据格式
Modbus ASCII数据格式由起始字符、从站地址、功能码、数据区、校验和和
结束字符组成。起始字符是冒号,结束字符是回车换行符。校验和是通过对除起始字符和校验和本身外的所有字符进行异或运算得到的。
2. Modbus RTU数据格式
Modbus RTU数据格式由从站地址、功能码、数据区、CRC校验和组成。CRC
Modbus通讯协议详解 (2)
Modbus通讯协议详解
协议名称:Modbus通讯协议详解
一、引言
Modbus通讯协议是一种常用的工业自动化通讯协议,广泛应用于工业控制系
统中。本协议详解将介绍Modbus通讯协议的基本原理、通讯方式、数据帧格式以
及常见应用场景等内容,旨在帮助读者全面理解和掌握该协议。
二、Modbus通讯协议概述
Modbus通讯协议是一种基于主从架构的串行通讯协议,用于实现设备间的数
据交换。该协议支持多种物理层接口,如串口、以太网等,可实现不同设备之间的通讯。
三、通讯方式
Modbus通讯协议主要有两种通讯方式:RTU和ASCII。RTU方式使用二进制
编码进行数据传输,具有较高的传输效率;ASCII方式使用ASCII码进行数据传输,具有较好的可读性。根据实际需求,可以选择合适的通讯方式。
四、数据帧格式
Modbus通讯协议的数据帧格式如下:
1. RTU方式:
- 起始位:1个起始位,用于标识数据帧的开始。
- 设备地址:1个字节,用于标识通讯的设备。
- 功能码:1个字节,用于标识通讯的功能。
- 数据域:N个字节,用于传输数据。
- CRC校验:2个字节,用于校验数据的完整性。
- 结束位:1个结束位,用于标识数据帧的结束。
2. ASCII方式:
- 起始符:1个起始符“:”,用于标识数据帧的开始。
- 设备地址:2个字符,用于标识通讯的设备。
- 功能码:2个字符,用于标识通讯的功能。
- 数据域:N个字符,用于传输数据。
- LRC校验:2个字符,用于校验数据的完整性。
- 结束符:2个字符“\r\n”,用于标识数据帧的结束。
Modbus 协议详解
Modbus 协议详解
协议介绍:
Modbus 是一种通信协议,用于在不同设备之间传输数据。它广泛应用于工业自动化领域,特殊是在监控和控制系统中。本文将详细介绍 Modbus 协议的基本原理、数据格式、功能码以及常见的应用场景。
一、基本原理:
Modbus 协议采用主从结构,其中主机负责发起请求并控制通信过程,从机负责响应请求并提供所需的数据。通信可以通过串行通信(RS-232/RS-485)或者以太网进行。
二、数据格式:
1. Modbus RTU:采用二进制编码,每一个数据字节使用 8 位表示。每一个数据帧由起始位、地址域、功能码、数据域、错误检测和住手位组成。
2. Modbus ASCII:采用可见字符编码,每一个数据字节使用 2 个 ASCII 字符表示。每一个数据帧由起始字符、地址域、功能码、数据域、错误检测和结束字符组成。
3. Modbus TCP:采用基于 TCP/IP 的通信方式,数据以字节流的形式传输。每一个数据帧由事务标识符、协议标识符、长度字段、单元标识符、功能码、数据域和错误检测组成。
三、功能码:
1. 读取线圈状态(功能码 01):用于读取从机的开关量输出状态。
2. 读取输入状态(功能码 02):用于读取从机的开关量输入状态。
3. 读取保持寄存器(功能码 03):用于读取从机的摹拟量输出状态。
4. 读取输入寄存器(功能码 04):用于读取从机的摹拟量输入状态。
5. 强制单个线圈(功能码 05):用于控制从机的开关量输出状态。
6. 预置单个寄存器(功能码 06):用于设置从机的摹拟量输出状态。
Modbus通讯协议
Modbus通讯协议
一、什么是Modbus?
Modbus是一种常用的通信协议,用于与PLC、仪表等工业设备进行数据通信。它最初由Modicon(现在是施耐德电气的一部分)于1979年开发,用于连接PLC和其他可编程逻辑控制器。该协议基于简单的客户机/服务器架构,可用于Ethernet、RS-232以及其他通信介质。
Modbus协议具有简单、灵活、开放且易于实现的特点。它广泛应用于各种设备之间的通信,包括控制器、传感器、计量仪表、数据采集器等。Modbus还被广泛应用于智能家居、自动化控制系统以及工业自动化领域,成为设备之间通信的标准。
二、Modbus通信协议的架构
Modbus协议的通信架构大致可以分为三层:物理层、数据链路层和应用层。
1、物理层:控制不同设备之间的数据传输,包括物理连接方式、传输率、编码格式等参数。
2、数据链路层:主要负责数据的完整性检查,包括错误校验等。
3、应用层:最上层的协议层,也是最为重要的部分。其中包含了各种不同的命令,用于设备之间的通信。
Modbus协议支持不同的物理连接方式和通信协议,包括RS-232、RS-485、以太网等。此外,Modbus还支持多种数据格式,包括二进制、ASCII和RTU等。
三、Modbus通信协议的主从模式
在Modbus协议中,设备可以分为两种类型:主设备(Master)和从设备(Slave)。主设备负责发起请求并接收响应,而从设备则负责响应请求并返回数据。
在主从模式下,每个从设备都会分配一个唯一的地址。主设备使用从设备的地址进行通信。主从模式通讯过程如下:
Modbus通讯协议的原理和标准
Modbus 通讯协议的原理和标准
工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制,如今已进入网络时代,工业控制器连网也为网络管理提供了方便。Modbus就是工业控制器的网络协议中的一种。
一、Modbus 协议简介
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在一Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
1、在Modbus网络上转输
标准的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。
控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。
Modbus通讯协议详解
Modbus通讯协议详解
一、介绍
Modbus通讯协议是一种常用的工业通讯协议,用于在自动化系统中实现设备
之间的数据传输和通信。本文将详细介绍Modbus通讯协议的基本原理、通信方式、数据格式及其应用场景。
二、基本原理
Modbus通讯协议基于主从结构,由一个主站和多个从站组成。主站负责发起
通信请求,而从站则负责响应请求并提供所需的数据。通信过程中,主站通过读写寄存器的方式与从站进行数据交换。
三、通信方式
Modbus通讯协议支持两种常用的通信方式:串行通信和以太网通信。
1. 串行通信
串行通信使用RS-232或RS-485等物理层接口,通过串口进行数据传输。串行
通信具有成本低、传输距离短、抗干扰性强等特点,适用于小规模的通信系统。
2. 以太网通信
以太网通信使用TCP/IP协议栈,通过以太网进行数据传输。以太网通信具有
传输速度快、传输距离远、支持大规模网络等优点,适用于大规模的工业自动化系统。
四、数据格式
Modbus通讯协议定义了几种常用的数据格式,包括离散输入寄存器、线圈、
输入寄存器和保持寄存器。
1. 离散输入寄存器(Discrete Inputs)
离散输入寄存器用于存储只读的离散输入信号,例如开关状态、传感器信号等。
2. 线圈(Coils)
线圈用于存储读写的开关量信号,例如控制继电器、电机等的状态。
3. 输入寄存器(Input Registers)
输入寄存器用于存储只读的模拟量信号,例如温度、压力等传感器的数据。
4. 保持寄存器(Holding Registers)
保持寄存器用于存储读写的模拟量信号,例如设定温度、设定速度等参数。
modbus协议详解
modbus协议详解
Modbus协议详解。
Modbus协议是一种串行通信协议,广泛应用于工业自动化领域。它是一种简单、可靠的通信协议,被广泛应用于工业控制系统中。本文将对Modbus协议进行
详细解析,包括其基本原理、通信格式、功能码、寄存器类型等内容。
Modbus协议采用主从结构,主要包括主站和从站两种设备。主站负责发起通
信请求,而从站则响应主站的请求。通信过程中,主站向从站发送请求帧,从站接收并响应请求。Modbus协议支持多种物理层接口,包括串口、以太网等,使其适
用于不同的工业环境。
在Modbus协议中,通信帧由起始符、地址码、功能码、数据、校验等部分组成。起始符用于标识通信帧的开始,地址码用于指定从站地址,功能码用于指定要执行的操作,数据部分包括要读写的寄存器值,校验部分用于验证通信帧的完整性。通过这些部分的组合,实现了Modbus协议的通信过程。
功能码是Modbus协议中非常重要的部分,它指定了通信帧的目的和操作类型。常用的功能码包括读保持寄存器、写单个寄存器、读输入寄存器等。通过这些功能码,主站可以向从站发送读写请求,实现对从站设备的控制和监测。
在Modbus协议中,寄存器是存储数据的地方,包括保持寄存器、输入寄存器
等类型。保持寄存器用于存储设备的状态信息和控制参数,而输入寄存器用于存储实时数据。通过读写这些寄存器,实现了对设备状态和数据的监控和控制。
总的来说,Modbus协议是一种简单、可靠的工业通信协议,广泛应用于工业
自动化领域。它采用主从结构,支持多种物理层接口,通过功能码和寄存器实现了对设备的控制和监测。通过本文的详细解析,相信读者对Modbus协议有了更深入
标准modbus通讯协议
标准modbus通讯协议
Modbus通讯协议是一种用于工业自动化领域的通讯协议,它是一种串行通讯
协议,广泛应用于工业控制领域。Modbus通讯协议具有简单、易实现、可靠等特点,因此备受工程师和技术人员的青睐。本文将对标准Modbus通讯协议进行详细
介绍,包括其基本原理、通讯方式、协议格式等内容,以帮助读者更好地理解和应用Modbus通讯协议。
Modbus通讯协议的基本原理是基于主从结构的通讯方式,通讯的主要对象是
寄存器。在Modbus通讯协议中,主要包括Modbus主站和Modbus从站两种设备。主站负责向从站发送请求,从站接收主站的请求并作出相应的响应。Modbus通讯
协议的通讯方式包括RTU、ASCII和TCP/IP三种方式,其中RTU是最常用的一种方式,它采用二进制方式进行数据传输,通讯速度快,效率高。
在Modbus通讯协议中,通讯的数据格式一般包括地址码、功能码、数据、校
验码等部分。地址码用于标识设备的地址,功能码用于标识请求的功能,数据部分包括请求或响应的数据内容,校验码用于校验数据的完整性。在Modbus通讯协议中,常用的功能码包括读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器、读取输入寄存器等,这些功能码能够满足不同的通讯需求。
Modbus通讯协议的应用范围非常广泛,它可以应用于各种工业控制系统中,
如PLC控制系统、传感器设备、仪表设备等。通过Modbus通讯协议,不同厂家
生产的设备可以实现互联互通,实现设备之间的数据交换和共享,极大地方便了工程师和技术人员的工作。
总的来说,标准Modbus通讯协议是一种简单、可靠的工业通讯协议,它在工
Modbus协议详解
Modbus协议详解
Modbus协议是一种工业通信协议,广泛应用于自动化控制系统中。本文将详细解析Modbus协议的基本原理、数据格式以及常见应用场景。
一、Modbus协议概述
Modbus协议是由Modicon公司(现在的施耐德电气公司)于1979
年提出的,用于工业自动化领域的通信。它是一种基于主从架构的串
行通信协议,可以在不同设备之间实现数据的传输和交换。
Modbus协议主要包含三个核心要素:Modbus主机、Modbus从机
和Modbus报文。Modbus主机负责发送指令和接收响应,而Modbus
从机则执行主机指令并返回响应。Modbus报文是主机和从机之间通信
的载体,包含了指令、数据以及校验等信息。
二、Modbus数据格式
Modbus报文采用了简洁的数据格式,具体分为两种:Modbus
ASCII格式和Modbus RTU格式。下面分别介绍这两种格式的特点。
1. Modbus ASCII格式
Modbus ASCII格式使用ASCII码表示数据,每个字节用2个ASCII 字符表示。具体的数据格式如下:
- 起始符:冒号“:”,表示报文的开始。
- 从机地址:2个十六进制字符,表示从机的地址。
- 功能码:2个十六进制字符,表示主机指令的功能码。
- 数据:可变长度的十六进制字符,表示主机指令携带的数据。
- 校验:2个十六进制字符,用于校验数据的正确性。
- 结束符:回车和换行符,表示报文的结束。
2. Modbus RTU格式
Modbus RTU格式使用二进制表示数据,每个字节用8个比特位表示。具体的数据格式如下:
Modbus通讯协议详解
Modbus通讯协议详解
协议名称:Modbus通讯协议详解
一、引言
Modbus通讯协议是一种用于工业自动化领域的通信协议,广泛应用于各种设
备之间的数据传输。本协议详细介绍了Modbus通讯协议的结构、功能、通信方式
以及相关的技术细节。
二、协议结构
Modbus通讯协议由两个主要部分组成:应用层和传输层。应用层定义了Modbus数据帧的格式和功能码,传输层负责实现数据的传输和错误检测。
1. 应用层
应用层定义了Modbus数据帧的格式,包括起始字符、地址、功能码、数据区
和校验等。其中,起始字符是一个字节,用于标识数据帧的开始;地址字段指定了通信的设备地址;功能码表示了数据帧的功能类型;数据区包含了具体的数据内容;校验字段用于检测数据传输的正确性。
2. 传输层
传输层负责实现数据的传输和错误检测。Modbus通讯协议支持两种传输方式:串行传输和以太网传输。串行传输使用RS-232或RS-485接口,以点对点或多点
方式进行通信;以太网传输使用TCP/IP协议,支持多点通信。
三、功能码
Modbus通讯协议定义了一系列功能码,用于实现不同的功能和操作。常用的
功能码包括读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器、读取输入寄存器、写
单个线圈、写单个寄存器等。通过不同的功能码,可以实现对设备的读取、写入和控制操作。
四、通信方式
Modbus通讯协议支持两种通信方式:主从模式和从从模式。在主从模式下,一个主设备(主机)控制多个从设备(从机)进行通信;在从从模式下,多个从设备之间可以直接进行通信。
1. 主从模式
Modbus通讯协议
Modbus通讯协议
Modbus通讯协议是一种常用的工业控制领域的通讯协议,它是一种串行通讯
协议,用于工业自动化领域的设备之间的数据传输。Modbus通讯协议广泛应用于
工业控制系统中,包括PLC、传感器、仪器仪表等设备之间的通讯。本文将介绍Modbus通讯协议的基本原理、通讯格式、常见应用场景等内容,希望能够帮助大
家更好地理解和应用Modbus通讯协议。
Modbus通讯协议基本原理。
Modbus通讯协议采用主从结构,通常由一个主站和多个从站组成。主站负责
发起通讯请求,而从站则响应主站的请求,并返回相应的数据。在Modbus通讯中,主站和从站之间通过串行通讯或者以太网通讯进行数据交换。
Modbus通讯协议的通讯格式。
Modbus通讯协议采用简单的报文格式进行通讯,包括功能码、数据地址、数
据内容等部分。在Modbus通讯中,主站向从站发送请求报文,从站接收到请求后
进行处理,并返回响应报文。通讯中使用的功能码包括读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器、读取输入寄存器等,不同的功能码对应不同的数据读取方式。
Modbus通讯协议的常见应用场景。
Modbus通讯协议广泛应用于工业控制系统中,常见的应用场景包括工业自动
化控制、数据采集、远程监控等。在工业自动化控制中,PLC与传感器、执行器
之间的通讯通常采用Modbus通讯协议,实现对生产过程的监控和控制。此外,Modbus通讯协议还被应用于楼宇自动化系统、智能电网、智能家居等领域。
总结。
Modbus通讯协议作为一种常用的工业控制通讯协议,具有通讯简单、易于实现、稳定可靠等特点,因此在工业控制领域得到了广泛的应用。通过本文的介绍,
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Modbus 通讯协议的原理和标准
工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制,如今已进入网络时代,工业控制器连网也为网络管理提供了方便。Modbus 就是工业控制器的网络协议中的一种。
一、Modbus 协议简介
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在一Modbus 网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus 协议发出。在其它网络上,包含了Modbus 协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
1、在Modbus 网络上转输
标准的Modbus 口是使用一RS-232C 兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem 组网。
控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回一消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus 协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。
从设备回应消息也由Modbus 协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。
2、在其它类型网络上转输
在其它网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中,控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
在消息位,Modbus 协议仍提供了主—从原则,尽管网络通信方法是“对等”。如果一控制器发送一消息,它只是作为主设备,并期望从从设备得到回应。同样,当控制器接收到一消息,它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
3、查询—回应周期
(1)查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03 是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息:从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
(2)回应
如果从设备产生一正常的回应,在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据:象寄存器值或状态。如果有错误发生,功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的,同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。
二、两种传输方式
控制器能设置为两种传输模式(ASCII 或RTU)中的任何一种在标准的Modbus 网络通信。用户选择想要的模式,包括串口通信参数(波特率、校验方式等),在配置每个控制器的时候,在一个Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
ASCII 模式
RTU 模式
所选的ASCII 或RTU 方式仅适用于标准的Modbus 网络,它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位,以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。
在其它网络上(象MAP 和Modbus Plus)Modbus 消息被转成与串行传输无关的帧。
1、ASCII 模式
当控制器设为在Modbus 网络上以ASCII(美国标准信息交换代码)模式通信,在消息中的每个8Bit字节都作为两个ASCII 字符发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达到1 秒而不产生错误。
代码系统
·十六进制,ASCII 字符0...9,A...F
·消息中的每个ASCII 字符都是一个十六进制字符组成每个字节的位
·1 个起始位
·7 个数据位,最小的有效位先发送
·1 个奇偶校验位,无校验则无
CRC 域是两个字节,包含一16 位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC,并与接收到的CRC 域中的值比较,如果两值不同,则有误。CRC 是先调入一值是全“1”的16 位寄存器,然后调用一过程将消息中连续的8 位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效,起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。
CRC 产生过程中,每个8 位字符都单独和寄存器内容相或(OR),结果向最低有效位方向移动,最高有效位以0 填充。LSB 被提取出来检测,如果LSB 为1,寄存器单独和预置的值或一下,如果LSB为0,则不进行。整个过程要重复8 次。在最后一位(第8 位)完成后,下一个8 位字节又单独和寄存器的当前值相或。最终寄存器中的值,是消息中所有的字节都执行之后的CRC 值。
CRC 添加到消息中时,低字节先加入,然后高字节。
CRC 简单函数如下:
unsigned short CRC16(puchMsg, usDataLen)
unsigned char *puchMsg ; /* 要进行CRC 校验的消息*/
unsigned short usDataLen ; /* 消息中字节数*/
{
unsigned char uchCRCHi = 0xFF ; /* 高CRC 字节初始化*/
unsigned char uchCRCLo = 0xFF ; /* 低CRC 字节初始化*/
unsigned uIndex ; /* CRC 循环中的索引*/
while (usDataLen--) /* 传输消息缓冲区*/
{
uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsgg++ ; /* 计算CRC */
uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex} ;
uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;
}
return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ;
}
/* CRC 高位字节值表*/
static unsigned char auchCRCHi[] = {
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,