modbustcp协议解析.docx

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modbustcp协议解析

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modbus,tcp协议解析

　　篇一：

modbus协议（功能码及报文解析）

　　modbus协议

　　modbus是一种串行通信协议，是modicon于1979年，为使用可编程逻辑控制器（plc）而发表的。

事实上，它已经成为工业领域通信协议标准，并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。

modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有：

　　公开发表并且无版税要求

　　相对容易的工业网络部署

　　对供应商来说，修改移动原生的位或字节没有很多限制

　　modbus允许多个设备连接在同一个网络上进行通信，举个例子，一个由测量温度和湿度的装置，并且将结果发送给计算机。

在数据采集与监视控制系统（scada）中，modbus通常用来连接监控计算机和remoteterminalunit（Rtu）。

　　modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。

　　大多数modbus设备通信通过串口eia-485物理层进行[1]。

对于串行连接，存在两个变种，它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。

modbusRtu是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式，modbusascii是一种人类可读的，冗长的表示方式。

这两个变种都使用串行通讯（serialcommunication）方式。

Rtu格式后续的命令／数据带有循环冗余校验的校验和，而ascii格式采用纵向冗余校验的校验和。

被配置为Rtu变种的节点不会和设置为ascii变种的节点通信，反之亦然。

　　对于通过tcp/ip（例如以太网）的连接，存在多个modbus/tcp变种，这种方式不需要校验和的计算。

　　对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。

　　modbus有一个扩展版本modbusplus（modbus+或者mb+），不过此协定是modicon专有的，和modbus不同。

它需要一个专门的协处理器来处理类似hdlc的高速令牌旋转。

它使用1mbit/s的双绞线，并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换／边缘触发而不是电压／水平触发的装置。

连接modbusplus到计算机需要特别的接口，通常是支持isa（sa85）,pci或者pcmcia总线的板卡。

　　modbus协议是一个master/slave架构的协议。

有一个节点是master节点，其他使用modbus协议参与通信的节点是slave节点。

每一个slave设备都有一个唯一的地址。

在串行和mb+网络中，只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个设备都能发送一个modbus命令，但是通常也只有一个主节点设备启动指令）。

　　一个modbus命令包含了打算执行的设备的modbus地址。

所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址0例外，指定地址0的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会执行，不过不回应指令）。

所有的modbus命令包含了检查码，以确定到达的命令没有被破坏。

基本的modbus命令能指令一个Rtu改变

　　篇二：

modbus协议解析

　　目录

　　1、modbus简介..............................................................................................................................2

　　1.1modbus功能码简述..........................................................................................................31.2功能码说明.........................................................................................................................31.3寄存器种类说明.................................................................................................................41.4plc地址和协议地址区别..................................................................................................4

　　1.4.1寄存器plc地址.....................................................................................................41.4.2寄存器协议地址.....................................................................................................4

　　2.modbus指令说明.......................................................................................................................5

　　2.1读线圈寄存器01h............................................................................................................52.2读离散输入寄存器02h..................................................................................　　

.................62.3读保持寄存器03h...........................................................................................................72.4读输入寄存器04h...........................................................................................................82.5写单个线圈寄存器05h...................................................................................................92.6写单个保持寄存器06h.................................................................................................102.7写多个线圈寄存器0Fh.................................................................................................112.8写多个保持寄存器10h..................................................................................................12

　　1、modbus简介

　　modbus是由modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。

modbus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。

其系统结构既包括硬件、亦包括软件。

它可应用于各种数据采集和过程监控。

modbus网络只有一个主机，所有通信都由他发出。

网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定.modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有：

（1）标准、开放，用户可以免费、放心地使用modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。

目前，支持modbus的厂家超过400家，支持modbus的产品超过600种。

（2）modbus可以支持多种电气接口，如Rs-232、Rs-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。

　　（3）modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。

用户使用容易，厂商开发简单。

其传输模式有：

Rtu、asscii、tcp

　　图1modbus结构示意图

　　1.1modbus功能码简述

　　下表列出modbus支持的部分功能代码：

以十进制表示。

　　1.2功能码说明

　　功能码可以分为位操作和字操作两类。

位操作的最小单位为bit，字操作的最小单位为两个字节。

　　【位操作指令】读线圈状态01h，读（离散）输入状态02h，写单个线圈06h和写多个线圈0Fh。

　　【字操作指令】读保持寄存器03h，写单个寄存器06h，写多个保持寄存器10h。

　　1.2寄存器地址分配

　　1.3寄存器种类说明

　　1.4plc地址和协议地址区别

　　plc地址可以理解为协议地址的变种，在触摸屏和plc编程中应用较为广泛。

　　1.4.1寄存器plc地址

　　寄存器plc地址指存放于控制器中的地址，这些控制器可以是plc，也可以使触摸屏，或是文本显示器。

plc地址一般采用10进制描述，共有5位，其中第一位代码寄存器类型。

第一位数字和寄存器类型的对应关系如表1所示。

plc地址例如40001、30002等。

1.4.2寄存器协议地址

　　寄存器协议地址指指通信时使用的寄存器地址，例如plc地址40001对应寻址地址0x0000，40002对应寻址地址0x0001，寄存器寻址地址一般使用16进

　　制描述。

再如，plc寄存器地址40003对应协议地址0002，plc寄存器地址30003对应协议地址0002，虽然两个plc寄存器寄存器通信时使用相同的地址，但是需要使用不同的命令访问，所以访问时不存在冲突。

　　2.modbus指令说明

　　2.1读线圈寄存器01h

　　1）描述：

　　读modbus从机线圈寄存器当前状态。

2）查询：

　　例如从机地址为11h，线圈寄存器的起始地址为0013h，结束地址为0037h。

该次查询总共访问37个线圈寄存器。

表2.1.1

　　3）响应

　　响应负载中的各线圈状态与数据内容每位相对应。

1代表on，0代表oFF。

若返回的线圈数不为8的倍数，则在最后数据字节未尾使用0代替。

表2.1.2

　　篇三：

modbus协议（功能码及报文解析）

　　modbus协议（功能码及报文解析）

　　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。

目前，可以通过下列三种方式实现modbus通信：

以太网上的tcp/ip；

　　各种介质（有线：

eia/tia-232-F、eia-422、eia/tia-485-a；光纤、无线等）上的异步串行传输；

　　modbusplus，一种高速令牌传递网络。

　　作为中国国家标准的“基于modbus协议的工业自动化网络规范”在描述modbus应用协议的基础上，提供了modbus应用协议在串行链路和tcp/ip上的实现指南。

　　modbus通信线

　　modbus数据单元

　　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。

启动modbus事务处理的客户机创建modbuspdu，其中的功能码向服务器指示将执行哪种操作，功能码后面是含有请求和响应参数的数据域。

　　通用modbus帧

　　当modbus应用在串行链路上时，modbusadu的地址域只含有从站地址，而差错校验码是根据报文内容执行“冗余校验”计算的结果，根据使用的传输模式（Rtu或ascii）采用不同的计算方法。

　　串行链路上的modbus帧

　　当modbus应用在tcp/ip上时，将使用一种专用报文头——mbap报文头（modbus应用协议报文头）来识别modbus应用数据单元。

　　tcp/ip上的modbus帧

　　modbus标准功能码

　　modbus协议定义了三种功能码：

　　公共功能码：

被确切定义的、唯一的功能码，由modbus-ida组织确认、可进行一致性测试且已在mbietFRFc中归档

　　用户定义的功能码：

用户无需modbus-ida组织的任何批准就可以选择和实现的功能码，但是不能保证被选功能码的使用是唯一的

　　保留功能码：

某些公司在传统产品上现行使用的功能码，不作为公共使用。

公共功能码定义如下表所示。

　　modbus通信原理

　　modbus是一种简单的客户机/服务器型应用协议，其通信遵循以下的过程：

客户端准备请求并向服务器发送请求；

　　服务器分析并处理客户端的请求，然后向客户端发送结果；

　　如果出现任何差错，服务器将返回一个异常功能码。

　　modbus事务处理

　　统一的标准

　　modbus串行链路、modbusplus和modbustcp/ip使用的是一种统一的应用协议，因而使得信息从一个网络传输到另一个网络而不需改变通讯协议成为了可能。

　　当modbus在tcp/ip上实施时，用户还可以从ip路由功能中得益，使得分布于世界任何地方的设备之间都可以进行通讯。

施耐德电气还提供了全套的网关，用于实现modbustcp/ip网络与现有的modbusplus或modbus串行链路网络之间的互连。

　　iana委员会给施耐德电气公司分配了已为大家熟知的tcp502端口，以专为modbus协议保留。

由此可见，modbus协议现在已经成为internet标准。

modbus和modbustcp/ip也被iec61158国际标准承认为一种现场总线，同时它们还是由itei管理的中国国家标准。

　　modbus拥有著名的tcp端口502modbustcp/ip是唯一个被分配到互联网端口的工业以太网专题">工业以太网协议！

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　　简单而且开放

　　modbus应用协议非常简单并且已经得到普遍的认可，很多制造商都开发了对modbustcp/ip连接的支持。

modbustcp/ip的简单性使得任何小型的现场设备，例如i/o组件，都可以通过以太网进行通讯，而不需要配备功能强大的微处理器或大容量的内存。

modbustcp/ip——高性能

　　由于结合了modbus协议的简单性和100m以太网的高速度，modbustcp/ip展现了卓越的性能，这意味着将这种网络应用在实时性要求很高的场合，如i/o扫描，是可行的。

modbus通信透明性

　　modbus协议可以方便地在各种网络体系结构内进行通信，每种设备（plc、hmi、控制面板、变频器、运动控制、i/o设备等）都能使用modbus协议来启动远程操作，同样的通信能够在串行链路和tcp/ip以太网网络上进行，而网关则能够实现各种使用modbus协议的总线或网络之间的通信。

由此可见，modbus协议实现了全方位的通信透明。

　　modbus通信全透明