Modubus通訊協(xié)議及其作用

1、Modubus通訊協(xié)議及其作用介紹了 MODUBUS通訊協(xié)議的結(jié)構(gòu)，組成及其應(yīng)用， 概括了 MODUBUS通訊協(xié)議的通訊過程及應(yīng)用注意事項。MODUBUS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通訊Modbus協(xié)議現(xiàn)在為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠 商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。通過 此協(xié)議，監(jiān)控器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(如以太網(wǎng))和 其他設(shè)備之間可以通信。該協(xié)議定義了一個控制器能認(rèn)識使 用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。他 描述了控制器請求訪問其他設(shè)備的過程，以及怎樣偵測錯誤 并進(jìn)行記錄。它確定了消息域格式及內(nèi)容的公共格式。當(dāng)在Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時，每個控制器需要知道他們 的設(shè)備地

2、址，識別按他們發(fā)來的消息，決定要產(chǎn)生的何種行 動。如果需要回應(yīng)，只控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)。在其他網(wǎng)絡(luò)上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)化為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。1 (Modbus)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)選擇(1)在Modbus網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)輸時，標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 口是使 用與RS_232c兼容的串行接口，它定義了連接口的引腳、電 纜、信號位、傳輸波特率及奇偶校驗?？刂破髂苤苯踊蚪?jīng)由modem組網(wǎng)?？刂破魍ㄐ攀褂弥鲝募夹g(shù)，即僅一臺設(shè)備（主設(shè)備）能 初始化傳輸（查詢）。其他設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢 提供的數(shù)據(jù)做由相應(yīng)的反應(yīng)。典型的主設(shè)備有計算機(jī)和編程 面板。典型的從設(shè)備有 P L C

3、o主設(shè)備可單獨(dú)和從設(shè)備通信，也能以廣播方式和所有從 設(shè)備通信。如果單獨(dú)通信，則從設(shè)備返回消息作為回應(yīng)；如 果是以廣播方式查詢了，則不做任何回應(yīng)Modbus協(xié)議建立了主設(shè)備查詢的格式，即設(shè)備（或廣播）地址、功能代碼、 所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、錯誤檢測域。從設(shè)備回應(yīng)消息也由 Modbus血液構(gòu)成，包括確認(rèn)要行動的域、任何要返回的數(shù) 據(jù)及錯誤檢測域。如果在消息接收過程中發(fā)生錯誤?；驈脑O(shè) 備不能執(zhí)行其命令，則從設(shè)備將建立錯誤消息并把它作為回 應(yīng)發(fā)生去。2Modbus查詢一回應(yīng)周期（1）查詢消息包括功能代碼、數(shù)據(jù)及錯誤檢測等幾部 分。功能代碼告知被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段 包括了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任

4、何附加信息。例如，功能代碼 03是要求從設(shè)備讀保持寄存并返回他們的內(nèi)容。數(shù)據(jù)段必須包含要告知從設(shè)備的信息從哪一個寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量。錯誤檢測域為從設(shè)備提供了一種驗證 消息內(nèi)容是否正確的方法。（2）回應(yīng)消息包括功能代碼、數(shù)據(jù)段及錯誤檢測等幾 部分。如果從設(shè)備產(chǎn)生正常的回應(yīng)，則在回應(yīng)消息的功能代 碼是在查詢消息中的功能代碼的回應(yīng)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備 收集的數(shù)據(jù)寄存器值或狀態(tài)。如果有錯誤發(fā)生，則功能代碼 將被修改以用于指由回應(yīng)消息是錯誤的，同事數(shù)據(jù)段包括了 描述此錯誤信息的代碼。錯誤檢測域允許主設(shè)備確認(rèn)消息內(nèi) 容是否可用。3Modbus數(shù)據(jù)傳輸模式控制器能設(shè)置為兩種傳輸模式（ASCII或

5、RTU）中的任何一種，不允許同時存在兩種通信模式。在配置每個控制器時，一個Modbus網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須原則相同的傳輸模式 和串口通信參數(shù)（波特率、校驗方式等）。所選的ASCII或RTU 方式僅適用于標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus網(wǎng)絡(luò)，它定義了在這些網(wǎng)絡(luò)上 連續(xù)傳輸?shù)南⒍蔚拿恳晃?，以及決定怎樣將信息打包成消 思域和如何解碼。4modbus消息幀在兩種傳輸模式（ASCII或RTU）中，傳輸?shù)?modbous 消息轉(zhuǎn)為有起點和終點的幀，這就允許接收的設(shè)備在消息起 始處開始工作，讀地址分配信息，判斷哪一個設(shè)備被選中（廣 播方式則傳給所有設(shè)備），判知何時信息已完成。具消息幀包括ASCII幀和RTU幀。消息

6、幀的地址域包含兩個字符（ASCID或8BIT （RTU）O可能的從設(shè)備地址是 0247 （加進(jìn)制）。單個設(shè)備的地址范圍是 1247.主設(shè)備通過將要聯(lián)絡(luò)的從化設(shè) 備的地址放入消息中的地址域來選通從設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備發(fā)送 回應(yīng)消息時，她把自己的地址放入回應(yīng)的地址域中。一邊主 設(shè)備知道是哪一個設(shè)備作由回應(yīng)。地址0用作廣播地址，以使所有的從設(shè)備都能認(rèn)識。當(dāng) modbos協(xié)議用于更高水準(zhǔn)的 網(wǎng)絡(luò)時，廣播可能不允許或以其他方式代替。當(dāng)消息從主設(shè)備發(fā)往從設(shè)備時，功能代碼域?qū)⒏嬷獜脑O(shè) 備需要執(zhí)行哪些行為。例如，去讀取輸入的開關(guān)狀態(tài)，讀一 組寄存器的數(shù)據(jù)的內(nèi)容，讀從設(shè)備的診斷狀態(tài)，允許調(diào)入、 記錄、校驗在從設(shè)備中的

7、程序等。5數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域是由兩個十六進(jìn)制數(shù)集合構(gòu)成的，范圍為00FF。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，這可以是由一對ASCII字符組成或由一RTU字符構(gòu)成。主設(shè)備發(fā)給從設(shè)備消息 的數(shù)據(jù)域包含附加的信息，從 設(shè)備必須執(zhí)行由功能代碼所定義的功能。這包括了不連續(xù)的 寄存器地址、要處理項的數(shù)目及域中實際數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。例如，如果主設(shè)備需要從設(shè)備讀取一組保持寄存器（功能代碼03）,數(shù)據(jù)域指定了起始寄存器級要讀的寄存器數(shù)量。如果主設(shè)備 寫一組從設(shè)備的寄存器（功能代碼10十六進(jìn)制），則數(shù)據(jù)域指明了要寫的起始寄存器及要寫的寄存器數(shù)量、數(shù)據(jù)域的數(shù) 據(jù)字節(jié)、要寫入寄存器的數(shù)據(jù)。6錯誤檢測域標(biāo)準(zhǔn)的modbus網(wǎng)絡(luò)有兩種錯誤的檢測方法：ASCII模式和RTU檢測。錯誤檢測域的內(nèi)容有賴所選的檢測方法。當(dāng)選用ASCII模式做字符幀，則錯誤檢測域包含了兩個 ASCII字符，這是使用LRC（中相沉長檢測）方法對消息內(nèi)容 計算得由的，不包括開始的冒號符及回車符。LRC字符附加在回車字符附加在回車換行符前面。當(dāng)選用RTU模式做字