2024-10-10

ModBus协议格式

ModBus协议格式

背景

Modbus是一种串行通信协议，最初由Modicon公司（现施耐德电气的一部分）于1979年开发，目的是为了连接工业电子控制器，使之能够通过网络进行通信。随着技术的发展，Modbus协议逐渐扩展到了其他通信接口，如TCP/IP网络，使其应用范围更加广泛。Modbus协议以其简单性和开放性而著称，在工业自动化领域有着广泛的应用，常用于可编程逻辑控制器（PLC）、传感器、执行器等设备间的通信。

运行逻辑

Modbus协议支持两种模式：主从模式（Master-Slave）和RTU/TCP模式。

  1. 主从模式

    • 在主从模式下，一个主设备（Master）负责发起通信请求，而多个从设备（Slaves）则响应这些请求。
    • 主设备可以查询一个或多个从设备，并且可以向从设备发送指令。

  2. RTU/TCP模式

    • RTU (Remote Terminal Unit)：Modbus RTU是一种使用串行接口的通信方式，适用于工业环境中的RS-232或RS-485物理层。RTU模式下，消息通过串行总线发送，并使用循环冗余校验（CRC）来验证数据完整性。
    • TCP (Transmission Control Protocol)：Modbus TCP则是基于以太网的版本，利用标准的TCP/IP协议栈来传输Modbus报文。在Modbus TCP中，报文直接封装在TCP段中，而不是像RTU那样需要额外的帧格式。

报文结构

无论是RTU还是TCP模式，Modbus报文的基本结构都是类似的，主要包括以下部分：

  • 设备地址：每个报文中都有一个设备地址字段，用来标识消息的目标设备。
  • 功能码：定义了要执行的操作类型，如读取寄存器、写入寄存器等。
  • 数据域：根据不同的功能码，数据域可能包含读取或写入的寄存器地址、值等信息。
  • 错误检测：RTU模式使用CRC校验，而TCP模式则依赖于TCP本身的错误检测机制。

功能码

Modbus定义了一系列的功能码，用以指示设备执行特定任务。常见的功能码包括但不限于：

  • 0x01 (读线圈状态)：读取一系列线圈的状态。
  • 0x02 (读输入状态)：读取一系列输入继电器的状态。
  • 0x03 (读保持寄存器)：读取一系列保持寄存器的值。
  • 0x04 (读输入寄存器)：读取一系列输入寄存器的值。
  • 0x05 (强制单个线圈)：设置单个线圈的状态。
  • 0x06 (预置单个寄存器)：设置单个保持寄存器的值。
  • 0x0F (写多个线圈)：设置多个线圈的状态。
  • 0x10 (写多个寄存器)：设置多个保持寄存器的值。

应用场景

由于其简单性和灵活性，Modbus广泛应用于工厂自动化、楼宇自动化以及其他需要设备间通信的应用场景中。

以上就是关于Modbus协议的详细介绍。希望对你有所帮助！如果你有任何其他问题，请随时提问。

脚注