MODBUS协议最简单又是最直白的解释
Modbus协议讲解
Modbus协议讲解协议概述:Modbus协议是一种通信协议,用于在自动化设备之间进行数据传输。
它最初由Modicon(现在的施耐德电气)于1979年开发,并成为工业自动化领域中最常用的通信协议之一。
Modbus协议简单、可靠且易于实现,适用于各种不同类型的设备和网络。
协议结构:Modbus协议基于客户端-服务器模型,其中客户端是发起请求的设备,而服务器则是响应请求的设备。
协议使用了不同的功能码来标识不同的请求和响应类型。
Modbus协议支持两种不同的传输模式:串行和以太网。
在串行模式下,协议使用RS-232或RS-485通信标准进行数据传输。
而在以太网模式下,则使用TCP/IP协议进行通信。
Modbus协议定义了多个功能码,包括读取保持寄存器、写入单个寄存器、读取输入寄存器等。
这些功能码使得设备可以进行数据的读取和写入操作,实现设备之间的数据交换。
协议应用:Modbus协议广泛应用于工业自动化领域,包括能源管理系统、楼宇自动化、制造业、过程控制等。
它被用于监控和控制设备,实现数据的采集、传输和处理。
Modbus协议的优点:1. 简单易用:Modbus协议的设计简单,易于实现和使用。
它提供了一组简单的功能码,使得设备之间的通信变得简单高效。
2. 灵活性:Modbus协议支持多种传输模式,包括串行和以太网。
这使得它适用于各种不同类型的设备和网络环境。
3. 可扩展性:Modbus协议可以轻松扩展以满足不同应用的需求。
它支持多种数据类型和寄存器类型,可以满足不同设备的数据交换需求。
4. 可靠性:Modbus协议使用CRC校验来确保数据的完整性和准确性。
这提高了数据传输的可靠性,减少了错误的发生。
协议缺点:尽管Modbus协议在许多方面具有优势,但它也存在一些缺点:1. 安全性较低:Modbus协议没有内置的安全机制,容易受到恶意攻击。
因此,在使用Modbus协议时,需要采取额外的安全措施来保护系统免受攻击。
个人对MODBUS的理解
实现。
虽然RTU比较简单,但是看协议资料、手册说得太专业了,起初很多内容都很难理解。
所谓的协议是什么?就是互相之间的约定嘛,如果不让别人知道那就是暗号。
现在就来定义一个新的最简单协议。
例如,协议:“A”- “LED灭”“ B”报警”“C” “LED亮”单片机接收到“A”制一个LED灭,单片机接收到“B”制报警,单片机接收到“A”制一个LED亮。
那么当收到对应的信息就执行相应的动作,这就是协议,很简单吧。
先来简单分析一条MODBUS-RTU 报文,例如:01 06 00 01 00 17 98 0401 06 00 01 00 17 98 04从机地址功能号数据地址数据CRC校验这一串数据的意思是:把数据0x0017(十进制23)写入1号从机地址0x0001数据地址。
先弄明白下面的东西。
1、报文一个报文就是一帧数据,一个数据帧就一个报文:指的是一串完整的指令数据,就像上面的一串数据。
01 06 00 01 00 17 98 04数据传输有错误这些数据不能要。
3、功能号意义:modbus 定义。
见附录 1。
作用:指示具体的操作。
MODBUS-RTU一、一个报文分析先声明下我们的目的,我们是要两个设备通讯,用的是 MODBUS 协议。
上面简单介绍了: 报文” “CF 校验”功'能号”。
在单片机中拿出一部分内存( RAM )进行两个设备通讯,例如:数组后面的注释,说明OX[20] 代表是输出线圈,用功能码 0x01,0x05,OxOF 访问,开头地址是 0 (这个后续说明) IX[20] 代表是输入线圈,用功能码0x02访问,开头地址是1 (这个后续说明)另外两个一样的道理。
注意:所谓的 线圈”寄存器”就是 位变量”“位变量”,不要被迷惑。
之所以称 线圈”我觉得应该是对于应用的设备, MODBUS 协议是专门针对485总线设备(例PLC )开发的。
1、主机对从机写数据操作如果单片机接收到一个报文那么就对报文进行解析执行相应的处理,如上面报文:INTfiU 0X(20]; TNT 讯 IXJ20];I :JT1€O HoldDatafteg[;3];//定义超住的監组变至. //定文8准的JR 组变屋= //定文16也的数绡变量 //定文16程的叢辽三呈»»X X X X 0 14-3岸送寄存器4O从机地址功能号数据地址数据CRC校验假如本机地址是1 ,那么单片机接收到这串数据根据数据计算CRC校验判断数据是否正确,如果判断数据无误,则结果是:HoldDataReg[1] = 0x0017;MODBUS主机就完成了一次对从机数据的写操作,实现了通讯。
MODBUS协议概括及详解
MODBUS 是MODICON公司最先倡导的一种软的通讯规约,经过大多数公司的实际应用,逐渐被认可,成为一种标准的通讯规约,只要按照这种规约进行数据通讯或传输,不同的系统就可以通讯。
目前,在RS232/RS485通讯过程中,更是广泛采用这种规约。
常用的MODBUS 通讯规约有两种,一种是MODBUS ASCII,一种是MODBUS RTU。
一般来说,通讯数据量少而且主要是文本的通讯则采用MODBUS ASCII规约,通讯数据数据量大而且是二进制数值时,多采用MODBUS RTU规约。
在实际的应用过程中,为了解决某一个特殊问题,人们喜欢自己修改MODBUS 规约来满足自己的需要(事实上,人们经常使用自己定义的规约来通讯,这样能解决问题,但不太规范)。
更为普通的用法是,少量修改规约,但将规约格式附在软件说明书一起,或直接放在帮助中,这样就方便了用户的通讯。
ModBus RTU通讯协议是Modicon公司的注册商标, 采用主从问答方式工作,是目前国际智能化仪表普遍采用的主流通讯协议之一[1]。
ModBus RTU通讯协议有两种传输模式,分为RTU模式和ASCII模式,其中RTU模式信息帧中的8位数据包括两个4位16进制字符,相对于ASCII模式,RTU模式表达相同的信息需要较少的位数,且在相同通讯速率下具有更大的数据流量。
因此通常情况下,一般工业智能仪器仪表都是采用RTU模式。
江阴长江斯菲尔公司生产的电力仪表大都采用MODBUS RTU通讯协议,允许一台主机和多台从机之间进行数据通信,在其生产的CD194E系列仪表通讯系统中,主机是微机(PC、工控机或PLC),从机是CD194E型仪表。
在该分散通讯系统中,允许总线挂接仪表多达128块,通讯距离可达到1千200米。
通讯方式采用主机请求,从机应答,即:主机提出命令请求,从机接收数据后作数据分析,如果数据满足通讯规约,从机作数据响应。
使用CD194E型网络电力仪表时,首先要进行通讯参数的设置:通过仪表上的编程键盘对仪表进行通讯参数设置:(1)仪表地址:设置通讯网络中从机(仪表)地址号,可以设置为1~247。
Modbus协议概念最详细介绍
Modbus协议概念最详细介绍★⼀⽂认识Modbus协议;”1 什么是Modbus?2 主从模式3 协议的分类3.1 Modbus ASCII3.2 Modbus RTU3.3 Modbus TCP3.4 Modbus Plus4 libmodbus5 freemodbus6 总结1 什么是Modbus?Modbus是Modicon(施耐德)公司于1979年开发的串⾏通信协议。
它最初设计⽤于公司的可编程逻辑控制器(PLC)。
Modbus是⼀种开放式协议,⽀持使⽤RS232/RS485/RS422协议的串⾏设备,同时还⽀持调制解调器。
它的简单性以及制造商可以免费将其纳⼊其产品的事实使其成为连接⼯业电⼦设备的最流⾏的⽅法。
Modbus⽐其他通信协议使⽤的更⼴泛的主要原因有以下⼏点:公开发表并且⽆著作权要求;易于部署和维护;对供应商来说,修改移动本地的⽐特或字节没有很多限制;Modbus通过设备之间的串⾏线进⾏数据传输。
最简单的设置是使⽤⼀根串⾏电缆连接两个设备(主设备和从设备)上的串⾏端⼝。
数据以称为⽐特的1和0的序列发送。
每个位都作为电压发送。
0被发送为正电压,1被发送为负电压。
如下图所⽰;在这⾥插⼊图⽚描述2 主从模式Modbus解决了通过串⾏线路在电⼦设备之间发送信息的问题。
该协议在遵循该协议的体系结构中实现主/从模型。
Modbus主站(Master)负责从其他设备(Slave)请求信息。
标准Modbus⽹络中有⼀个Modbus主站。
具体如下图所⽰;主设备向从设备请求信息,最多⼤约可达到240个 . 每个从设备都有⾃⼰唯⼀的从设备地址标识(Slave Address)。
除了从从设备请求信息之外,主设备还可以写⼊从设备的内部寄存器。
3 协议的分类Modbus的应⽤⼗分⼴泛,特别是在⼯业控制领域,具体如下图所⽰;我们可以看到最常⽤Modbus协议总共有以下四种:Modbus ASCII, Modbus RTU, Modbus Plus,Modbus TCP;具体如下图所⽰;3.1 Modbus ASCII当设备设置为使⽤ASCII(美国信息交换标准代码)模式在MODBUS串⾏线上进⾏通信时,消息中的每个8位字节将作为两个ASCII 4位字符发送。
Modbus协议讲解
Modbus协议讲解协议名称:Modbus协议一、引言Modbus协议是一种通信协议,用于在不同设备之间进行数据传输和通信。
本文将详细讲解Modbus协议的相关内容,包括协议的概述、数据格式、通信方式等。
二、概述Modbus协议是一种基于主从结构的通信协议,通常用于工业自动化领域。
它允许主设备(通常是一个计算机或控制器)与从设备(通常是传感器、执行器等)之间进行通信,并实现数据的读取和写入。
三、数据格式Modbus协议的数据格式如下:1. 寄存器地址Modbus协议使用16位的寄存器地址来标识数据的存储位置。
通常将寄存器地址分为输入寄存器(Input Register)、保持寄存器(Holding Register)、线圈(Coil)和离散输入(Discrete Input)四种类型。
2. 数据类型Modbus协议支持多种数据类型,包括整数、浮点数、布尔值等。
不同类型的数据在传输时需要进行相应的编码和解码。
3. 数据长度Modbus协议中的数据长度可以根据具体需求进行设定,通常为16位或32位。
四、通信方式Modbus协议支持多种通信方式,包括串行通信和以太网通信。
1. 串行通信串行通信是Modbus协议最常用的通信方式之一。
它使用RS-232或RS-485等接口进行数据传输,具有较高的可靠性和稳定性。
2. 以太网通信以太网通信是Modbus协议的另一种通信方式,它使用TCP/IP协议进行数据传输。
以太网通信具有较高的传输速度和灵活性,适用于大规模的工业自动化系统。
五、通信流程Modbus协议的通信流程如下:1. 主设备发送请求主设备向从设备发送请求,请求读取或写入特定的数据。
2. 从设备响应请求从设备接收到请求后,根据请求的内容进行相应的处理,并将结果返回给主设备。
3. 主设备处理响应主设备接收到从设备的响应后,进行相应的处理,例如解析数据、显示结果等。
六、安全性为了保证通信的安全性,Modbus协议可以通过以下方式进行加密和认证:1. 加密传输可以使用SSL/TLS等加密协议对Modbus通信进行加密,防止数据被窃取或篡改。
Modbus 协议详解
Modbus 协议详解一、引言Modbus协议是一种通信协议,用于在自动化系统中实现设备之间的通信。
它是一种开放的协议,广泛应用于工业控制领域。
本文将详细解释Modbus协议的工作原理、通信方式和数据传输格式。
二、工作原理Modbus协议采用主从结构,其中一个设备作为主站,其他设备作为从站。
主站负责发起通信请求,从站则响应请求并提供所需的数据。
通信可以通过串行或以太网进行。
三、通信方式1. 串行通信Modbus协议支持RS-232、RS-485和RS-422等串行通信方式。
在串行通信中,使用二进制传输数据。
主站通过发送请求帧来向从站请求数据,从站则通过发送响应帧来回复请求。
2. 以太网通信Modbus协议还支持基于以太网的通信方式,使用TCP/IP协议进行数据传输。
在以太网通信中,主站通过建立TCP连接向从站发送请求,从站则通过TCP连接回复响应。
四、数据传输格式Modbus协议定义了几种常用的数据传输格式,包括寄存器读写、线圈读写和离散输入读取。
1. 寄存器读写寄存器读写是最常用的数据传输方式之一。
主站可以通过读取和写入寄存器来获取或修改从站的数据。
读取寄存器时,主站发送读取请求帧,从站则回复包含所需数据的响应帧。
写入寄存器时,主站发送写入请求帧,从站则回复确认帧。
2. 线圈读写线圈读写用于读取和写入从站的开关状态。
主站可以通过读取和写入线圈来获取或修改从站的开关状态。
读取线圈时,主站发送读取请求帧,从站则回复包含开关状态的响应帧。
写入线圈时,主站发送写入请求帧,从站则回复确认帧。
3. 离散输入读取离散输入读取用于读取从站的离散输入状态。
主站可以通过读取离散输入来获取从站的输入状态。
读取离散输入时,主站发送读取请求帧,从站则回复包含输入状态的响应帧。
五、通信协议Modbus协议定义了一套通信规则,包括帧格式、地址解析和错误处理。
1. 帧格式Modbus协议的帧格式包括起始符、地址、功能码、数据和校验等字段。
MODBUS协议详细讲解
MODBUS协议详细讲解在现代工业自动化控制领域,通信协议扮演着至关重要的角色,它就像是信息传递的“交通规则”,确保各个设备之间能够准确、高效地交流。
其中,MODBUS 协议就是一种广泛应用的通信协议。
接下来,让我们深入了解一下这个强大而实用的协议。
MODBUS 协议诞生于 1979 年,是由 Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)公司开发的一种串行通信协议。
它的出现主要是为了满足工业环境中不同设备之间的通信需求,实现数据的可靠传输和共享。
MODBUS 协议具有多种特点,使其在工业控制领域备受青睐。
首先,它是一种开放的标准协议,这意味着任何设备制造商都可以免费使用和实现它,从而促进了设备之间的互操作性。
其次,MODBUS 协议相对简单易懂,易于实现和集成到各种设备中。
再者,它支持多种物理介质进行通信,如串口(RS-232、RS-485 等)和以太网,具有很强的适应性。
从通信模式来看,MODBUS 协议主要有两种工作模式:ASCII 模式和 RTU 模式。
在 ASCII 模式下,每个字节都被编码为两个 ASCII 字符进行传输;而 RTU 模式则直接传输二进制数据,效率相对较高。
MODBUS 协议的消息帧结构也有其特定的规范。
无论是 ASCII 模式还是 RTU 模式,消息帧都包含地址域、功能码、数据域和校验域等部分。
地址域用于标识通信的从设备;功能码则指示了要执行的操作,比如读取数据、写入数据等;数据域则包含了具体的操作数据;校验域用于保证数据传输的准确性。
在实际应用中,MODBUS 协议可以实现多种功能。
比如,通过读取输入寄存器,可以获取传感器等设备的状态信息;通过写入保持寄存器,可以控制执行器的动作。
此外,还可以进行位操作,如读取线圈状态、写入线圈等。
MODBUS 协议的应用场景非常广泛。
在工厂自动化中,它可以用于连接 PLC(可编程逻辑控制器)、传感器、仪表等设备,实现生产过程的监控和控制。
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。
2. 从设备:从设备接收主设备发送的命令,并做出相应的响应。
从设备通常是传感器、执行器、数据采集设备等。
在通信过程中,主设备通过MODBUS协议中定义的命令向从设备发送读取或写入数据的请求,从设备接收到命令后进行处理,并将结果通过响应报文返回给主设备。
四、应用场景MODBUS协议在工业自动化领域有广泛的应用,特别适用于以下场景:1. 监控系统:MODBUS协议可用于实时监控和控制工业设备,如温度监测、湿度监测、电流监测等。
Modbus协议讲解
Modbus协议讲解一、背景介绍Modbus协议是一种通信协议,用于在工业自动化领域中的设备之间进行数据传输和通信。
它是一种开放的协议,广泛应用于监控系统、工控设备和传感器等领域。
本文将对Modbus协议进行详细讲解,包括协议的基本原理、通信方式、数据格式以及常见应用场景等。
二、Modbus协议基本原理Modbus协议基于主从结构,其中主设备(也称为主站)负责发送请求,而从设备(也称为从站)则负责响应请求。
主站和从站之间通过物理介质(如串口、以太网等)进行通信。
Modbus协议支持多种通信方式,包括串行通信和以太网通信。
三、Modbus协议通信方式1. 串行通信:Modbus协议支持RS-232、RS-485等串行通信方式。
在串行通信中,主站通过发送请求帧给从站,从站接收请求帧并返回响应帧给主站。
请求帧和响应帧的格式由协议规定,包括起始符、地址、功能码、数据等字段。
2. 以太网通信:Modbus协议也支持以太网通信方式,其中主站和从站通过以太网进行数据传输。
以太网通信可以通过TCP/IP协议或者UDP协议进行。
四、Modbus协议数据格式Modbus协议定义了多种数据格式,包括寄存器、线圈、输入寄存器和输入线圈等。
其中,寄存器用于存储16位的数据,线圈用于存储布尔类型的数据,输入寄存器用于存储只读的16位数据,输入线圈用于存储只读的布尔类型数据。
五、Modbus协议应用场景Modbus协议在工业自动化领域有广泛的应用场景,以下是几个常见的应用场景:1. 监控系统:Modbus协议可用于监控系统中的数据采集和控制,主站通过读取从站的寄存器或线圈数据来获取实时状态信息,并可以通过写入数据到从站来控制设备。
2. 工控设备:Modbus协议可用于工控设备之间的数据交换,例如PLC(可编程逻辑控制器)之间的通信。
主站可以通过读取从站的寄存器数据来获取传感器的测量值,并可以通过写入数据到从站来控制执行器。
3. 传感器:Modbus协议可用于传感器和主控设备之间的通信。
Modbus协议讲解
Modbus协议讲解协议名称:Modbus协议一、引言Modbus协议是一种通信协议,用于在自动化领域中的设备之间进行通信。
该协议由Modicon公司于1979年首次引入,现已成为工业领域中最常用的通信协议之一。
本文将详细介绍Modbus协议的基本原理、通信方式和数据传输格式。
二、Modbus协议基本原理1. Modbus协议采用主从结构,其中主机负责发起通信请求,从机负责响应请求。
主机可以是计算机、PLC或其他设备,而从机通常是传感器、执行器或其他外部设备。
2. Modbus协议使用简单的请求-响应模型,主机发送请求给从机,从机接收并响应请求。
请求和响应之间通过Modbus协议定义的数据帧进行传输。
3. Modbus协议支持多种物理层和传输层,包括串行通信和以太网通信。
常用的物理层包括RS-232、RS-485和以太网,传输层则使用Modbus协议定义的应用层协议。
三、Modbus协议通信方式1. 串行通信:Modbus协议支持串行通信,其中包括RS-232和RS-485两种常用的物理层标准。
RS-232适用于短距离通信,而RS-485适用于长距离通信和多节点通信。
2. 以太网通信:Modbus协议也支持以太网通信,其中使用TCP/IP协议栈进行数据传输。
以太网通信适用于长距离通信和大规模网络通信。
四、Modbus协议数据传输格式1. Modbus协议定义了多种数据传输格式,包括读取线圈状态、读取输入状态、读取保持寄存器和读取输入寄存器等。
2. 读取线圈状态:主机发送读取线圈状态的请求,从机响应并返回线圈的状态(开/关)。
3. 读取输入状态:主机发送读取输入状态的请求,从机响应并返回输入的状态(开/关)。
4. 读取保持寄存器:主机发送读取保持寄存器的请求,从机响应并返回保持寄存器的值。
5. 读取输入寄存器:主机发送读取输入寄存器的请求,从机响应并返回输入寄存器的值。
6. 写入单个线圈:主机发送写入单个线圈的请求,从机响应并执行写入操作。
Modbus协议讲解
Modbus协议讲解协议概述:Modbus协议是一种通信协议,用于在工业自动化领域中实现设备之间的数据交换。
它是一种简单、开放和易于实施的协议,广泛应用于监控、控制和数据采集等领域。
本文将详细讲解Modbus协议的基本原理、数据格式和通信方式。
一、Modbus协议的基本原理:Modbus协议基于主从架构,其中一个设备充当主机,其他设备则作为从机。
主机负责发起通信请求,从机则响应请求并提供相应的数据。
通信可以通过串口、以太网等方式进行。
二、Modbus协议的数据格式:1. 寄存器:Modbus协议中的数据存储在寄存器中,分为输入寄存器(Input Register)和保持寄存器(Holding Register)。
输入寄存器用于从机向主机提供只读数据,而保持寄存器则用于读写操作。
2. 数据格式:Modbus协议使用16位的寄存器地址来表示数据的位置。
数据可以是16位的整数、32位的浮点数、布尔值等。
在传输过程中,数据以大端字节序进行编码。
3. 功能码:Modbus协议定义了一系列功能码,用于标识通信的目的。
常见的功能码包括读取输入寄存器、读取保持寄存器、写入单个寄存器等。
三、Modbus协议的通信方式:1. RTU模式:RTU模式使用二进制编码进行通信,每个字节之间使用时间间隔进行分隔。
通信速率可以根据实际需求进行调整,常见的速率有9600bps、19200bps等。
2. ASCII模式:ASCII模式使用ASCII字符进行通信,每个字符之间使用时间间隔进行分隔。
相比于RTU模式,ASCII模式的通信速率较慢,但可读性更好。
3. TCP/IP模式:TCP/IP模式使用以太网进行通信,数据通过TCP/IP协议传输。
这种通信方式适用于大规模的工业自动化系统,具有高速和可靠性的优势。
四、Modbus协议的应用领域:Modbus协议广泛应用于工业自动化领域,包括但不限于以下几个方面:1. 监控系统:Modbus协议可用于监控温度、湿度、压力等参数,并将数据传输到中央控制系统。
Modbus 协议详解
Modbus 协议详解一、引言Modbus协议是一种通信协议,用于在工业自动化领域中实现设备之间的通信。
本协议详解将介绍Modbus协议的基本原理、数据传输方式、通信帧结构、功能码及其应用等内容。
二、基本原理Modbus协议基于主从架构,其中一个设备作为主机,其他设备作为从机。
主机通过发送请求命令,从机则根据请求进行响应。
Modbus协议支持多种物理层,包括串行通信和以太网通信。
三、数据传输方式1. 串行通信方式:Modbus协议支持RS-232和RS-485等串行通信方式。
RS-232适用于短距离通信,而RS-485适用于长距离通信和多设备连接。
2. 以太网通信方式:Modbus协议还可以通过以太网进行通信,其中TCP/IP协议用于数据传输,以太网地址用于设备寻址。
四、通信帧结构Modbus协议的通信帧结构包括起始符、从机地址、功能码、数据域、校验码和结束符。
起始符标识帧的开始,从机地址用于设备寻址,功能码表示请求或响应的类型,数据域包含具体的数据信息,校验码用于验证数据的完整性,结束符标识帧的结束。
五、功能码及其应用1. 读取操作:Modbus协议提供了多个读取操作的功能码,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。
这些功能码用于获取设备的状态信息和数据。
2. 写入操作:Modbus协议也提供了多个写入操作的功能码,如写单个线圈、写单个保持寄存器和写多个保持寄存器等。
这些功能码用于修改设备的状态和数据。
3. 其他操作:Modbus协议还提供了其他功能码,如读取异常状态、屏蔽写入寄存器和读取设备识别码等。
这些功能码用于获取设备的异常状态和特定信息。
六、应用示例以下是一个使用Modbus协议的应用示例,以读取保持寄存器为例:1. 主机发送读取保持寄存器的请求命令,包括从机地址、功能码和寄存器地址等信息。
2. 从机接收到请求后,根据寄存器地址读取相应的数据,并将数据封装成响应帧发送给主机。
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:ModbusASCII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:- 起始符:连续静默时间,表示报文的开始。
- 从机地址:1个字节,表示从机的地址。
- 功能码:1个字节,表示主机指令的功能码。
- 数据:可变长度的字节,表示主机指令携带的数据。
- 校验:2个字节,用于校验数据的正确性。
- 结束符:连续静默时间,表示报文的结束。
三、Modbus常见应用场景Modbus协议广泛应用于工业自动化控制系统,具有以下几个常见的应用场景。
MODBUS协议最简单又是最直白的解释
MODBUS协议最简单又是最直白的解释
1.应用广泛:MODBUS协议已经成为工业自动化领域最常用的通信协
议之一,被广泛地应用于各种设备,包括传感器、HMI(人机界面)、PLC (可编程逻辑控制器)等。
2.简单明了:MODBUS协议使用了简单的二进制编码方式,使得数据
的传输和解析变得非常简单。
它的数据帧结构清晰,易于理解和实现。
3.支持多种传输介质:MODBUS协议可以通过串行接口(RS-232、RS-485等)或以太网(TCP/IP)进行数据传输。
这使得MODBUS协议可以在
各种不同的网络环境下运行。
4.支持异构性:MODBUS协议允许连接不同类型的设备,无论是同一
品牌的设备还是不同品牌的设备。
这使得设备之间的互联变得更加灵活和
便捷。
5.支持主从结构:MODBUS通信中存在主设备和从设备的概念,主设
备负责发送命令和接收响应,而从设备负责接收命令并发送响应。
这种主
从结构使得多个设备可以同时进行通信,提高了通信的效率。
6.支持多种功能码:MODBUS协议定义了多种功能码,包括读写寄存器、读写线圈等。
这些功能码可以满足不同设备的通信需求,提供了灵活
性和扩展性。
7.支持错误处理:MODBUS协议定义了错误码,用于表示通信中的错
误情况。
这使得通信的可靠性得到了保证,同时也方便了故障诊断和排除。
总体而言,MODBUS协议是一种简单、灵活、可靠的通信协议,适用
于各种不同的自动化设备之间的通信。
它的简洁明了的设计使得开发者可
以轻松实现设备之间的数据交换和控制,提高了自动化系统的可靠性和效率。
Modbus通讯协议简介解析
Modbus消息帧格式
Modbus消息帧格式
2)RTU 帧
使用RTU 模式,两个连续发送的数据帧之间至少要有 3.5 个字符的停顿时间间隔。传输的第一个域是设备地址。网 络设备不断侦测网络总线上的有效数据和停顿间隔时间,当第 一个域(地址域)接收到,每个设备都进行解码以判断是否发 往自己的。如果发送完一个数据帧,间隔时间小于 3.5 个字符 时间又发送第二个数据帧,那么接收站点就会误认为它们是同 一个数据帧,从而造成接受数据混乱。一个典型的 RTU 模式 消息帧如下所示。
Modbus消息帧格式
(1)ASCII 帧 使用ASCII 模式,消息以冒号' : '字符(ASCII 码 3AH )
开始,以回车换行符结束(ASCII 码 0DH ,0AH ),其它域 可以使用的传输字符是”0...9,A...F”。
网络上的设备不断侦测' : '字符,当有一个' : '接收到时, 每个设备都解码下个域(地址域)来判断是否发给自己的。 消 息中字符间发送的时间间隔最长不能超过 1 秒,否则接收的设 备将认为是传输错误。一个典型的ASCII 模式消息帧如下所示:
(1)ASCII 模式
当控制器设为在Modbus 网络上以ASCII 模式通信时,在消息 中的每个数据字节都转换为两个表示其 16 进制编码的ASCII 字符发 送。这种方式的主要优点是人工可读、字符发送的时间间隔可达到 1 秒而不产生错误,缺点是表示方式冗长。
(2)RTU 模式
当控制器设为在Modbus 网络上以RTU (远程终端单元)模式 通信时,在消息中的每个字节以8个bit 发送。这种方式的主要优点 是:在同样的波特率下,可比ASCII 方式传送更多的数据。
Modbus协议讲解
Modbus协议讲解协议名称:Modbus协议1. 引言Modbus协议是一种通信协议,用于在工业自动化领域中实现设备之间的通信。
本文将详细讲解Modbus协议的基本原理、通信方式、数据传输格式以及常见的应用场景。
2. 基本原理Modbus协议采用主从结构,其中主机负责发起通信请求,从机负责响应请求。
通信过程中,主机通过读取或写入寄存器的方式与从机进行数据交换。
3. 通信方式Modbus协议支持两种常见的通信方式:串行通信和以太网通信。
3.1 串行通信串行通信使用RS-232、RS-485等物理层接口,通过串行通信线缆连接主机和从机。
串行通信速率通常为9600、19200、38400等波特率。
3.2 以太网通信以太网通信使用TCP/IP协议栈,通过以太网连接主机和从机。
以太网通信速率通常为10Mbps、100Mbps、1000Mbps等。
4. 数据传输格式Modbus协议定义了一种简单的数据传输格式,包括请求帧和响应帧。
4.1 请求帧请求帧由以下几个字段组成:- 从机地址:标识被请求的从机设备。
- 功能码:指定请求的操作类型,如读取寄存器或写入寄存器。
- 数据字段:包含具体的请求数据,如读取的寄存器地址和数量。
4.2 响应帧响应帧由以下几个字段组成:- 从机地址:与请求帧中的从机地址一致。
- 功能码:与请求帧中的功能码一致。
- 数据字段:包含具体的响应数据,如读取的寄存器值。
5. Modbus功能码Modbus协议定义了一系列功能码,用于指定不同的操作类型。
常见的功能码包括:- 读取线圈状态:读取从机设备的开关量输入状态。
- 读取输入状态:读取从机设备的开关量输出状态。
- 读取保持寄存器:读取从机设备的模拟量输入状态。
- 读取输入寄存器:读取从机设备的模拟量输出状态。
- 写入单个线圈:向从机设备写入一个开关量输出状态。
- 写入单个保持寄存器:向从机设备写入一个模拟量输出状态。
6. 应用场景Modbus协议广泛应用于工业自动化领域,常见的应用场景包括:- 监控系统:通过读取从机设备的状态,实时监控生产过程中的各项参数。
MODBUS协议详细讲解
MODBUS协议详细讲解MODBUS协议是一种通信协议,用于在串行通信和以太网上进行工业自动化系统中的从设备与主设备之间的通信。
它是一种开放的协议,可以在不同的厂商设备之间进行通信,并且相对简单易懂。
本文将详细介绍MODBUS协议的基本概念、通信方式和数据结构。
一、基本概念1.1MODBUS模型1.2主设备与从设备1.3寄存器寄存器是MODBUS协议中的基本数据单元,用于存储数据或控制设备。
寄存器可以分为输入寄存器和保持寄存器。
输入寄存器用于从设备向主设备传输数据,而保持寄存器用于主设备与从设备之间的双向通信。
二、通信方式2.1串行通信2.2以太网通信三、数据结构3.1MODBUS帧格式3.2功能码3.3数据类型四、通信流程通过MODBUS协议进行通信的流程如下:4.1主设备发送请求主设备通过串口或以太网发送请求帧,包括从设备地址、功能码和要操作的寄存器地址等信息。
4.2从设备响应请求从设备接收到请求后,执行相应操作,并将结果放入响应帧中发送给主设备。
4.3主设备接收响应主设备接收到从设备的响应帧后,解析其中的数据,并进行相应处理。
4.4重复执行主设备可以根据需要重复执行上述通信流程,实现与多个从设备的通信。
总结:MODBUS协议是一种用于工业自动化系统中设备间通信的协议,具有简单易懂的特点。
本文详细介绍了MODBUS协议的基本概念、通信方式和数据结构,以及通信流程。
了解和熟悉MODBUS协议对于工业自动化系统的开发和维护非常重要。
Modbus协议讲解
Modbus协议讲解协议概述:Modbus协议是一种通信协议,用于在工业自动化领域中实现设备之间的通信。
它是一种简单而可靠的协议,广泛应用于工业控制系统中。
本文将详细讲解Modbus协议的工作原理、数据结构和通信方式。
一、Modbus协议的工作原理:Modbus协议采用主从结构,其中主机负责发起通信请求,从机负责响应请求。
通信过程中,主机向从机发送命令,从机执行命令并返回响应数据。
Modbus协议支持两种通信方式:串行通信和以太网通信。
1. 串行通信:在串行通信中,Modbus协议使用RS-232或RS-485接口进行数据传输。
通信过程中,主机通过发送特定格式的数据帧来与从机进行通信。
数据帧包括起始位、数据位、校验位和停止位等元素,确保数据的可靠传输。
2. 以太网通信:在以太网通信中,Modbus协议使用TCP/IP协议栈进行数据传输。
主机通过发送TCP数据包与从机进行通信。
数据包包括源IP地址、目标IP地址、源端口号、目标端口号和数据等元素,确保数据的准确传输。
二、Modbus协议的数据结构:Modbus协议定义了多种数据结构,包括寄存器、线圈、输入寄存器和输入线圈等。
这些数据结构用于存储设备的状态信息和控制参数。
1. 寄存器:寄存器是Modbus协议中最常用的数据结构之一。
它用于存储设备的状态信息和控制参数。
寄存器分为保持寄存器和输入寄存器两种类型。
- 保持寄存器(Holding Register):保持寄存器用于存储设备的状态信息和控制参数。
主机可以读取和写入保持寄存器的值。
- 输入寄存器(Input Register):输入寄存器用于存储设备的状态信息。
主机只能读取输入寄存器的值,不能写入。
2. 线圈:线圈用于表示设备的开关状态,只能存储0或1两种值。
线圈分为线圈和输入线圈两种类型。
- 线圈(Coil):线圈用于表示设备的开关状态。
主机可以读取和写入线圈的值。
- 输入线圈(Input Coil):输入线圈用于表示设备的开关状态。
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Modbus是一种单主站的主/从通信模式。
Modbus网络上只能有一个主站存在,主站在Modbus网络上没有地址,从站的地址范围为0 - 247,其中0 为广播地址,从站的实际地址范围为1 - 247。
Modbus通信标准协议可以通过各种传输方式传播,如RS232C、RS485、光纤、无线电等。
Modbus具有两种串行传输模式,ASCII 和RTU。
它们定义了数据如何打包、解码的不同方式。
支持Modbus 协议的设备一般都支持RTU 格式。
通信双方必须同时支持上述模式中的一种。
上面说的是官话,下面是我说的大白话:modbus协议也只是通讯协议的一种,没什么神秘的,通讯协议包括两个方面:一、通讯格式,即:波特率,检验方式,数据位,停止位波特率:一秒钟传送的位数,也就是通讯速率;比如波特率为9600,即,一秒种可以传送9600个位数,位的概念看下面的数据位介绍校验方式:奇校验或偶校验或无校验,目的是判断传输过程中是否有错误!它只是用于判断一个字符(比如八个位或是七个位组成一个字符)传输是否有错误。
但是它并不能完全能够判断传输是否有错。
比如偶校验,在检验送八个“11111111”时,如果到达接收方,由于干扰而变成了“10111101”,“1”的个数仍然是偶数,接收方就判断不出来传送的字符已经错误!数据位:传输一个字符由几个位组成,计算机的基本单位就是“位”,其值非“0”即“1”,又如传送A,定义通讯格式时,是定义的八位,其传送的数据可能就是:00001010;停止位:传输一个字符有几个停止位,用天判断某个字符是否传输结束,以便开始接收下一个字符。
通讯格式的作用是规范发送方与接收方的传输格式,如果双方通讯格式不一样,接收方就不可能正确判断发送方发来的东西是什么。
比如,接收方设置的波特率是10(一秒只接收十个位)位,而发送方的波特率是20(一秒发送二十个位),那么发送方一秒种发送的20个字符,接收方就不可能都收到,只能接收到10个,造成通讯出错。
校验方式:双方校验方式不一样,就没有一个统一的标准认定传输是否有错误。
数据位,接收方设定的七位,即它接收到七个位就认为是一个字符,而实际发送方设定的是八位,那么接收方认定的字符与发送方发送的字符就不一样了。
***参预通讯的双方设定的通讯格式必须一样的!!二、通讯规范(这个词是我自己定义的,不能引用,会被人笑话的)通讯格式只是保证接收方正确地接收到发送方传输过来的每一个字符(实际如上所述,检验方式并不能保证完全正确,还要靠通讯规范中的校验和计算来验证整体正确性,下面会继续说明),那么接收到的整串字符做什么用呢,就要靠通讯规范了MODBUS的通讯规范很简单!先说ASCII方式:ASCII方式发送时的规范定义如下:起始符+ 设备地址+功能代码+数据+ 校验+ 结束符1\起始符: 接收到一串字符,总要知道这串字符从哪个地方开始吧,这就是起始符的作用,接收方不管以前收到多少个字符。
当接收到起始符时,以前的字符就不再理它了,从起始符开始分析以后的字符!MODBUS的ASCII方式起始符是一个冒号“:”2\设备地址:前面说过,MODBUS是单主站的主/从通信模式,一个主站下面可以接十多个从站。
大家都挂在一条线,如果没有一个设备地址,就不知道是发给哪个从站的,大家都回应的话,这条线上的信号就乱七八糟了,主站也不知道接收到的是什么了。
所以,设这么一个设备地址,告诉是给那个从站的。
只要这个从站回答,其他的闭嘴!“二号,请您回答,其他人就不要吱声了。
”广播地址(0)是命令式的,不要求从站回答的。
“都听着,晚上全体到我家喝酒去,不去者死,散会!”设备地址是要求两个字符,比如发给2号站,则是“02”现在的组合是“:02”3\功能代码:告诉从站应该做什么,比如读数据的命令是“3”,从站接收到这个命令,再根据下面数据要求的具体地址,把具体地址的数据返回给主站。
功能代码也是要求两个字符,比如读命令3,则是“03”现在的组合是“:0203“”4\数据:1、告诉从站具体的元件通讯地址,写入到哪里,从哪里读。
如读变频器的设定频率的通讯地址是00A0元件的通讯地址要求是四个字符,如果控制器的元件地址不足四个字符,则在前面补0,比如元件通讯地址是A0,则在前面补足两个0:“00A0”2、数据又有可能包括您要读取的字节数( 有的控制器是字数),比如连续读取PLC的两个十六位寄存器,其字节数为四个,则是“0004”。
您看出来了吧,读取个数也是要求四个字符,不足四个,前面补零现在的组合是“:020300A00004“3、而当您要实现写入功能时,数据又可能包括写入的数据,比如写入一个十六位寄存器的值,则要包括是写入的数值,如“0D98”现在的组合是“:020600A00D98“06是单个寄存器的写入命令4、当连续写入多个寄存器时,这个数据包括的内容又不一样,它可能是:寄存器通讯地址(四个字符) +字数(四个字符)+字节数(两个字符)+ 要写入的数值您看乱了吗?没关系的,等您拿到具体控制器时,此控制器的通讯说明上会告诉您此数据都包括什么内容,以什么样的格式排列!您一定为我上面四点中的可能字样而生气,您认为讲解就应该讲解的具体,而不是可能什么又可能什么!这又要重复说明一下MODBUS的通讯规范,起始符+ 设备地址+功能代码+数据+ 校验+ 结束符MODBUS是一种标准通讯协议,这种标准定义了上面红色字符的通讯规范,除了数据项,其他的都是固定字符个数。
数据呢,因为功能代码的不同,其包含的内容也不同!所以我只好说可能包含这个,可能包含那个。
您无须担心此数据变来变去,造成接收方不知道如何分析。
接收方在接收到功能代码时,就已经知道此数据包含多少个字符了!5\检验和:前面说过,通讯格式里的校验方式并不能保证每个字符都正确,所以这里就把所有字符的值加在一起,其和(检验值)传给接收方,接收再把接收到的字符的值加在一起,与发送方传送过来的检验值比较,如果相等,就算接收正确了。
"这种方式极大地提高了传输的可靠性,保证了传输的顺利进行,为传输事业做出了巨大贡献"这样的描述让您想到了什么?假话呗,检验只是提高了校验的可靠性。
并不能完全判断传输是否正确。
想要最大限度的提高传输的可靠性,唯有最大限度地降低干扰!于是产生了232,485,422传输方式,他们的区别就在于传输的可靠性!1+2+3=6 3+2+1=6 这两个字符串的作用肯定是不一样的!但是其校验和是一样的,如果在传输过程中,由于干扰,1变3,3变1,根据校验和的计算,接收方并不知道由于干扰而造成传输错误,此时,或是出现通讯错误,或是出现通讯混乱。
如,命令码03,由于干扰而变成了30,此时校验和是一样的,而MODBUS并没有30这个命令码,接收不认识,于是出现通讯错误。
再如,读变频器的设定频率通讯地址是0001,由于干扰而变成了0010,此时校验和是一样的,但是通讯地址却变了,变频器就可能返回的是其他数据,造成通讯混乱!校验字符是要求两个字符,如果计算结果超过两个字符,则取后两位!**参加校验计算的字符是起始符与校验符之间的字符串(不含起始符与校验符)现在的组合是“:02030A000004FB“(假设校验和为FB)02030A000004参加校验和计算6\结束符:接收到一串字符,总要知道在那个地方结束吧,这就是结束符的作用,接收方不管以后还会收到多少个字符。
当接收到结束符时,以后再接收的字符就算是下一轮的东西了,从起始符到结束符之间的字符就是它要分析的字符!MODBUS的ASCII方式结束符是---Chr$(13) + Chr$(10)现在的组合是“:02030A000004FB“+ Chr$(13) + Chr$(10)至此,ASCII方式的发送就完成了,控制器接收到此串字符后,根据MODBUS协议定义的通讯规范分析此串字符的作用,然后返回相应的字符!注意:发送的字符都是以十六进制数表示!控制器返回的字符根据命令的不同而不同,此处不好讲解,在下面具体例子中会有说明!再说RTU方式:RTU方式发送时的规范定义如下:至少3.5个字符传输时间的停顿间隔时间标定消息的开始设备地址+功能代码+数据+校验+ 至少3.5个字符传输时间的停顿间隔时间标定了消息的结束其他的就不用说了,与ASCII方式一样的作用,唯独这3.5个字符的时间搞晕了很多人,实际我也不敢太解释,大致说一下吧,您就当听着玩,比如通讯格式是9600,E,8,1波特率是做什么的?一秒传输多少个位(比如一秒传送9600个位),一个字符是多少个位呢?通讯格式已经标定了(7个位或是8个位),那3.5个字符的传送时间就好算了吧:3.5*11(或10)=39个位(35个位),传3.5个字符需要的时间是:39/9600=4毫秒。
不是说八位嘛,怎么乘11,记住了,还有一个起始位,奇或偶的校验位(无奇偶校验,则没有此位),停止位(两个停止位就是2了。
)如9600,N,8,2为11个位,9600,N,7,1.为9个位就是说,您得保证发送字符串的连续性,中间停顿时间超过4毫秒,接收方就认为您已经发送完了这组消息,开始处理了。
这就是至少3.5个字符传输时间的停顿间隔时间标定了消息的结束的含义如果您发送的太连续,下一组消息与上一组消息之间的间隔时间没超过4毫秒,接收方就认为这些字符是一组消息,按一组消息去处理。
所以,您发送结束一组命令后,必须间隔4毫秒才能发送下一组命令. 这就是至少3.5个字符传输时间的停顿间隔时间标定消息的开始的含义至此我的大白话结束,有什么错误,请您批评,多谢!通讯协议实际也就是这回事,任何一个协议都大同小异。
通讯格式,通讯规范两种而已。
您如果愿意,也可以自己定义一个通讯规范,用PLC或是VB语言按照您自己定义的这个规范处理,如果可靠性超过modbus,那您的通讯规范就是最流行的了!我经常问某些产品推广人员,“您设备的通讯协议是什么”,他回答:“232”或是“485”。
今天您看了上面这些大白话,请您就不要再这样回答了。
Modbus通信标准协议可以通过各种传输方式传播,如RS232C、RS485、光纤、无线电等。
“232”或是“485”只是一种线路传输方式,与协议是无关的!232传输抗干扰性差,485传输抗干扰相对强。
MODBUS做为一种标准的协议,应用于各种PLC,控制器,仪表。
这些仪表或是控制器应用中,元件的通讯地址肯定是不一样了;各个命令码的各部分组成的意义也许也会不同;但是,它一定会遵守MODBUS的协议规范。
即,每个命令码的组成一定符合MODBUS的规范!一样不多,一样不少!下面针对某种支持MODBUS协议的控制器,说一下具体的读/写例子1\ 读某控制器的十五个寄存器值,发送的字符串是:(ASCII方式)": 010********FDD"+ Chr$(13) + Chr$(10)起始符“:”+ 站号(01)+ 读命令(03)+ 起始寄存器通讯地址(1000)+ 字数(15;转换成十六进制000F)+ 校验和(DD)+ 结束符控制器返回的字符数是71个起始符“:”+ 站号(01)+ 读命令(03)+ 字数(0F)+ 60个数据字符(一个寄存器是4个,一共十五个)+ 校验和(DD)+ 结束符(两个)2\ 分别向某控制器两个寄存器写入数值,发送的字符串是:(ASCII方式)": 01101000000204"+ 写入的数值(8个字符)+ 校验和+ Chr$(13) + Chr$(10)起始符“:”+ 站号(01)+ 写命令(10)+ 起始寄存器通讯地址(1000)+ 字数(2;转换成十六进制0002)+ 字节数(04) + 校验和(因为写入数值是变化的,需要得经过计算得出校验和)+ 结束符控制器返回的字符数是17个起始符“:”+ 站号(01)+ 写命令(10)+ 起始寄存器通讯地址(1000)+ 字数(02)+ 错误码(2个)+ 校验和(DD)+ 结束符(两个)***错误码,当通讯正确时是什么,通讯错误时是什么,具体控制器会有说明读其他仪表的某值时,参照上述读的规范,也就是更改一下起始寄存器通讯地址、字数、校验和(校验和是编制程序块自动计算的。