modbus通讯协议.pdf

Modbus通讯协议是一种广泛应用于工业自动化领域中的通讯协议，它由Modicon公司（现为施耐德电气的一个部门）在1979年开发，最初用于可编程逻辑控制器（PLC）之间的通讯。Modbus协议基于主从架构，支持多种物理层（如RS-232、RS-485、以太网等）和应用层协议，主要用于不同设备之间的数据交换，尤其是对于控制设备的远程监控和诊断。 Modbus协议的主要特点如下： 1. 开放性：Modbus协议是开放源代码的，可用于多种控制器、传感器和仪器仪表。 2. 简单性：通信简单，只涉及基本的请求/响应对话模式。 3. 标准化：遵循OSI模型，定义了应用层报文传输协议。 4. 可靠性：它能有效支持长距离通讯，支持纠错机制以确保数据传输的正确性。 该协议分为三个部分： - 第一部分为“Modbus协议规范”，描述了Modbus事物处理的框架。 - 第二部分是“Modbus报文传输在TCP/IP上的实现指南”，为开发者在TCP/IP网络上实现Modbus应用层提供参考信息。 - 第三部分是“Modbus报文传输在串行链路上的实现指南”，为开发者在串行链路上实现Modbus应用层提供参考信息。 Modbus协议支持两种通信模式： - ASCII模式：以可读的ASCII码进行数据传输，适用于较慢的数据速率。 - RTU（Remote Terminal Unit）模式：以二进制形式进行数据传输，适用于高速数据速率。 Modbus数据帧由以下部分组成： - 设备地址：用于标识从站设备。 - 功能码：指示从站要执行的具体操作，如读取或写入寄存器等。 - 数据：根据功能码的具体要求携带实际的数据。 - 差错校验：确保数据完整性的校验码，常用的是循环冗余校验（CRC）。 在串行链路上，Modbus依赖于TIA/EIA标准，如RS-232（EIA/TIA-232-F）和RS-485（EIA/TIA-485-A），它们定义了物理层的电气特性。 在TCP/IP网络上，Modbus协议映射在TCP协议之上，使用保留端口502进行数据传输。IETF发布的RFC793和RFC791分别涉及TCP和IP协议的标准，为Modbus TCP/IP的实现提供了基础。 Modbus协议的主要优势在于它对不同厂商的设备具有良好的兼容性，便于将不同设备集成到统一的控制系统中。此外，由于其简单性和开放性，Modbus协议被广泛应用于楼宇自动化、工业自动化和SCADA系统等领域。 尽管Modbus协议相对简单，但在实际应用中仍然需要进行周密的设计和规划，以确保设备间的有效通讯和数据交换。例如，网络的拓扑结构、设备的配置、消息格式、功能码的选择和实现都需要按照具体的系统需求来定制和优化。此外，为了保证通讯的稳定性和安全性，还需要考虑数据加密、授权验证、异常处理和日志记录等安全措施。