Modbus协议规范

《Modbus协议规范》 Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它定义了不同设备之间如何交换信息，尤其适合于串行通信和TCP/IP网络。本规范详细阐述了Modbus协议的各个方面，旨在帮助初学者理解并实现基于该协议的通信。 1. **串行链路的Modbus**： - Modbus串行链路建立在TIA/EIA标准（如232-F和485-A）之上，适用于EIA/TIA-232-E、EIA-422和EIA/TIA-485-A等有线通信，同时也支持光纤和无线通信。 - Modbus串行通信遵循OSI模型的第7层（应用层），提供客户机/服务器模式的通信，确保不同总线或网络连接的设备间交互。 2. **TCP/IP上的Modbus**： - Modbus在TCP/IP上运行，遵循IETF的RFC793（TCP）和RFC791（IP）标准，利用TCP/IP栈的保留系统端口502进行通信。 - Modbus TCP/IP扩展了串行链路的通信能力，适应以太网环境，提供了更高效的数据传输。 3. **协议结构**： - Modbus协议分为三个部分：Modbus协议规范、MODBUS报文在TCP/IP上的实现指南和MODBUS报文在串行链路上的实现指南。 - Modbus协议使用请求/应答模式，功能码规定了服务内容。每个请求包含一个功能码，服务器根据接收到的功能码执行相应的操作。 4. **功能码**： - 功能码范围从1到255，其中128-255用于异常响应。某些功能码可能需要子功能码来指定更具体的操作。 - 数据域包含用于执行功能码定义操作所需的额外信息，如离散输入、保持寄存器的地址、数量和实际数据字节数。 5. **协议数据单元（PDU）与应用数据单元（ADU）**： - PDU是独立于基础通信层的简单协议单元，而ADU则在PDU的基础上增加了特定总线或网络的附加域。 - 客户端启动事务时创建ADU，功能码指示要执行的操作，服务器根据接收到的功能码响应。 6. **网络架构**： - Modbus协议允许在各种网络架构中实现简单通信，包括PLC、HMI、控制面板等各种设备间的通信。 - 网关使得不同使用Modbus协议的总线或网络间能够进行通信，扩展了协议的应用范围。 7. **应用场景**： - Modbus不仅用于传统的串行链路，还广泛应用于以太网TCP/IP，以及各种高速令牌传递网络如Modbus Plus。 总结来说，《Modbus协议规范》为开发人员提供了清晰的指导，以理解和实现基于Modbus的通信。无论是串行链路还是TCP/IP网络，Modbus都提供了可靠且易于实施的通信机制，促进了工业自动化设备间的高效协作。