Modbus通信协议简介-现场总线及应用技术

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：Modbus协议是应用于PLC或其他控制器上的一种通用语言。采用Modbus协议，不同厂商生产的控制设备可以互连成工业网络，实现集中监控。当在Modbus网络上通信时，此协议要求每个控制器必须知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种动作。如果需要响应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。从设备响应消息也由Modbus协议构成，包括确认要动作的域、任何要返回的数据和一个错误检测域。

Modbus协议是应用于PLC或其他控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器之间、控制器通过网络（如以太网）和其他设备之间可以实现串行通信。该协议已经成为通用工业标准。采用Modbus协议，不同厂商生产的控制设备可以互连成工业网络，实现集中监控。

此协议定义了一个控制器能识别使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其他设备的过程，如何响应来自其他设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格式和内容的公共格式。

当在Modbus网络上通信时，此协议要求每个控制器必须知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种动作。如果需要响应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其他网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构，这种转换也扩展了根据具体的网络解决节点地址、路由路径及错误检测的方法。

1.Modbus网络上传输

标准的Modbus接口使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接器的引脚、电缆、信号位、传输波特率和奇偶校验。控制器能直接或通过调制解调器组网。

控制器通信使用主-从技术，即仅某一设备（主设备）能主动传输（查询），其他设备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出响应。典型的主设备有主机和可编程仪表。典型的从设备有可编程控制器。

主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为响应，如果是以广播方式查询的，则不作任何响应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据及一个错误检测域。

从设备响应消息也由Modbus协议构成，包括确认要动作的域、任何要返回的数据和一个错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为响应发送出去。

2.其他类型网络上传输(www.chuimin.cn)

在其他网络上，控制器使用“对等”技术通信，任何控制器都能初始化和其他控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。

在消息级，Modbus协议仍提供了主-从原则，尽管网络通信方法是“对等”的。如果一个控制器发送一消息，它只是作为主设备，并期望从设备得到响应。同样，当控制器接收到一消息，它将建立一从设备响应格式并返回给发送的控制器。

3.查询-响应周期

（1）查询

查询消息中的功能代码告知被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告知从设备的信息：从何种寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。

（2）响应

如果从设备产生一正常的响应，在响应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的响应。数据段包括了从设备收集的数据，如寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出响应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。

Modbus通信协议简介-现场总线及应用技术

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