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第一部分:Modbus 协议
1 引言
范围
MODBUS 是 OSI 模型第 7 层上的应用层报文传输协议,它在连接至不同类型总线或网络的设备
之间提供客户机/服务器通信。
自从 1979 年出现工业串行链路的事实标准以来,MODBUS 使成千上万的自动化设备能够通信。
目前,继续增加对简单而雅观的 MODBUS 结构支持。互联网组织能够使 TCP/IP 栈上的保留系统端
口 502 访问 MODBUS。
MODBUS 是一个请求/应答协议,并且提供功能码规定的服务。MODBUS 功能码是 MODBUS
请求/应答 PDU 的元素。本文件的作用是描述 MODBUS 事务处理框架内使用的功能码。
规范性引用文件
,互联网协议,Sep81 DARPA
协议参考指南 Rev J,MODICON,1996 年 6 月,doc#PI_MBUS_300
MODBUS 是一项应用层报文传输协议,用于在通过不同类型的总线或网络连接的设备之间的客
户机/服务器通信。
目前,使用下列情况实现 MODBUS:
以太网上的 TCP/IP。
各种媒体(有线:EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A;光纤、无线等等)上的异步串行
传输。
MODBUS PLUS,一种高速令牌传递网络。
MODBUS 应用层
基于 TCP 的 Modbus
TCP
IP
其它 MODBUS+/HDL 主站/从站以太网 II/
其它物理层 EIA/TIA-232 或以太网物理层
EIA/TIA-485
图 1:MODBUS 通信栈
2 缩略语
ADU 应用数据单元
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HDLC 高级数据链路控制
HMI 人机界面
IETF 因特网工程工作组
I/O 输入/输出设备
IP 互连网协议
MAC 介质访问控制
MB MODBUS 协议
MBAP MODBUS 协议
PDU 协议数据单元
PLC 可编程逻辑控制器
TCP 传输控制协议
3 背景概要
MODBUS 协议允许在各种网络体系结构内进行简单通信。
MODBUS 通信
驱动器 PLC HMI I/O I/O PLC I/O
MODBUS ON TCP/IP
网关网关网关
MODBUS RS232 ON
MODBUS ON RS485
PLC PLC
MODBUS
ON MB+
HMI I/O
驱动器 I/O
I/O
I/O 驱动器
驱动器
图 2:MODBUS 网络体系结构的实例
每种设备(PLC、HMI、控制面板、驱动程序、动作控制、输入/输出设备)都能使用 MODBUS
协议来启动远程操作。
在基于串行链路和以太 TCP/IP 网络的 MODBUS 上可以进行相同通信。
一些网关允许在几种使用 MODBUS 协议的总线或网络之间进行通信。
4 总体描述
协议描述
MODBUS 协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元(PDU)。特定总线或网络上
的 MODBUS 协议映射能够在应用数据单元(ADU)上引入一些附加域。
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ADU
地址域功能码数据差错校验
PDU
图 3:通用 MODBUS 帧
启动 MODBUS 事务处理的客户机创建 MODBUS 应用数据单元。功能码向服务器指示将执行哪
种操作。
MODBUS 协议建立了客户机启动的请求格式。
用一个字节编码 MODBUS 数据单元的功能码域。有效的码字范围是十进制 1-255(128-255 为
异常响应保留)。当从客户机向服务器设备发送报文时,功能码域通知服务器执行哪种操作。
向一些功能码加入子功能码来定义多项操作。
从客户机向服务器设备发送的报文数据域包括附加信息,服务器使用这个信息执行功能码定义
的操作。这个域还包括离散项目和寄存器地址、处理的项目数量以及域中的实际数据字节数。
在某种请求中,数据域可以是不存在的(0 长度),在此情况下服务器不需要任何附加信息。功
能码仅说明操作。
如果在一个正确接收的 MODBUS ADU