ModBus协议
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ModBus协议 2020-04-16 15:33 ModBus协议 0

Modbus是一种串行通信协议,是Modicon公司(现在的施耐德电气 Schneider Electric)于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准(De facto),并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

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。Modbus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。

Modbus 是一个请求/应答协议。也叫做SlaveMasterServerClient

协议分类

ModBus协议是应用层报文传输协议(OSI模型第7层),它定义了一个与通信层无关的协议数据单元(PDU),即PDU=功能码+数据域。 

ModBus协议能够应用在不同类型的总线或网络。对应不同的总线或网络,Modbus协议引入一些附加域映射成应用数据单元(ADU),即ADU=附加域+PDU

Modbus有下列三种通信方式: 

 1.以太网,对应的通信模式是MODBUS TCP 

 2.异步串行传输(各种介质如有线RS-232-/422/485/;光纤、无线等),对应的通信模式是MODBUS RTUMODBUS ASCII     

 3.高速令牌传递网络,对应的通信模式是Modbus PLUS

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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运行,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RTU改变它的寄存器的某个值,控制或者读取一个I/O端口,以及指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据。

有许多modems和网关支持Modbus协议,因为Modbus协议很简单而且容易复制。它们当中一些为这个协议特别设计的。有使用有线、无线通信甚至短消息和GPRS的不同实现。不过设计者需要克服一些包括高延迟和时序的问题。

在串行通信中,用“波特率”来描述数据的传输速率。国际上规定了一个标准波特率系列:1103006001200180024004800960014.4Kbps19.2Kbps28.8Kbps33.6Kbps56Kbps。例如:9600bps,指每秒传送9600位,包含字符的数位和其它必须的数位,如起始位、停止位和奇偶校验位等。

在自动化领域91香蕉视频下载常用RTU模式,RTU 模式中每个字节的格式:

编码系统:8 位二进制,十六进制 0-9A-F

数据位: 1 起始位

8 位数据,低位先送

/偶校验时 1 ;无奇偶校验时 0

带校验时 1 位停止位;无校验时 2 位停止位

错误校验区:循环冗余校验(CRC)

从站地址设置:信息地址包括 2 个字符(ASCII) 8 (RTU),有效的从机设备地址范围 0-247(十进制)

功能码设置:信息帧功能代码包括字符(ASCII) 8 (RTU)。有效码范围 1-225(十进制);

数据区的内容:数据区有 2 16 进制的数据位,数据范围为 00-FF(16 进制),根据网络串行传输的方式,数据区可由一对 ASCII 字符组成或由一个 RTU 字符组成。

RTU 方式读取整数据的例子:

解析一下:主机发送指令,访问从站地址为1,使用功能码03(读保持寄存器),起始地址高8位、低8位:表示想读取的模拟量的起始地址(起始地址为0)。比如例子中的起始地址为38,十进制为:56。寄存器数量高8位、低8位:表示从起始地址开始读多少个模拟量。例子中为1个模拟量。注意,在返回的信息中一个模拟量需要返回两个字节。错误校验为CRC校验。

从站应答:设备地址和命令号和上面的相同。返回的字节数:表示数据的字节个数,也就是数据12...n中的n的值。例子中返回了1个模拟量的数据,因为一个模拟量需要2个字节所以共2个字节。数据高低字节:4124代表返回的1个模拟量的值,即十进制的16676。错误校验为CRC校验。


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