MODBUS协议(功能码及报文解析)

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MODBUS协议

Modbus是一种串行通信协议,是Modicon于1979年,为使用可编程逻辑控制器(PLC)而发表的。事实上,它已经成为工业领域通信协议标准,并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。Modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有:公开发表并且无版税要求

相对容易的工业网络部署

对供应商来说,修改移动原生的位或字节没有很多限制

Modbus允许多个设备连接在同一个网络上进行通信,举个例子,一个由测量温度和湿度的装置,并且将结果发送给计算机。在数据采集与监视控制系统(SCADA)中,Modbus通常用来连接监控计算机和remote terminal unit (RTU)。

Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。

大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行[1]。

对于串行连接,存在两个变种,它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的,采用二进制表示数据的方式,Modbus ASCII是一种人类可读的,冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通讯(serial communication)方式。RTU 格式后续的命令/数据带有循环冗余校验的校验和,而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信,反之亦然。

对于通过TCP/IP(例如以太网)的连接,存在多个Modbus/ TCP变种,这种方式不需要校验和的计算。

对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的,只有封装方式是不同的。

Modbus 有一个扩展版本Modbus Plus(Modbus+或者MB +),不过此协定是Modicon专有的,和Modbus不同。它需要一个专门的协处理器来处理类似HDLC的高速令牌旋转。它使用1Mb it/s的双绞线,并且每个节点都有转换隔离装置,是一种采用转换/边缘触发而不是电压/水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口,通常是支持ISA(SA85),PCI或者PCMCIA 总线的板卡。

Modbus协议是一个master/slave 架构的协议。有一个节点是master 节点,其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave 节点。每一个slave 设备都有一个唯一的地址。在串行和MB+网络中,只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令(在以太网上,任何一个设备都能发送一个Modbus命令,但是通常也只有一个主节点设备启动指令)。

一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。所有设备都会收到命令,但只有指定位置的设备会执行及回应指令(地址0例外,指定地址0 的指令是广播指令,所有收到指令的设备都会执行,不过不回应指令)。所有的Modbus命令包含了检查码,以确定到达的命令没有被破坏。基本的ModBus命令能指令一个R

实际上MODBUS RTU与ASCII的内容是完全相同的,不同的的ASCII方式用“:”标识帧起始,用“CR LF”标识帧结束。校验采用LRC,把RTU帧中一个字节的内容换成了2个ASCII字符。比如在RTU方式下设备地址01 只有一个字节,在ASCII方式下转换成字符串“01”(16进制的30 31 )。

02 命令读取输入状态MODBUS地址10001~

06设置单个保持寄存器MODBUS 请求

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