Modbus协议精讲.ppt
,工业无线工业私有云工业安全工业服务器工业组态软件,伟联科技Wisdom Industrial Solution Consultant,伟联科技,Modbus协议简介,Modbus 概述,5.Modbus 事务处理,2.Modbus 协议规范,3.Modbus 数据模型,4.Modbus 功能码,6.Modbus 故障诊断,7.Modbus 仿真,8.Q&A,Modbus是Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年开发的一项在ISO模型第7层的应用层报文传输协议，在过去几十年已被大量地应用于工业控制领域的开放的、标准的、免费的网络通信协议。,Modbus 协议概述,Modbus是最早的串行链路上的国际标准。在串行链路上取决于TIA/EIA标准（232-F和485-A）。,1997年施耐德在TCP/IPIETF标准（RFC793和RFC791）上实现了Modbus协议。,2004年，Modbus成为我国国家标准：GB/T 19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范。,Modbus RTU/ASCII Modbus TCP/IP Modbus PLUS。,Modbus 通讯栈,EIA/TIA-232EIA/TIA-485,MASTER/SLAVE,ETHERNET RJ45PHYSICAL LAYER,ETHERNET II/802.3,Modbus RTU/ASCII,IP,TCP,PHYSICAL LAYER,DATALINK LAYER,NETWORK LAYER,TRANSPORT LAYER,SESSION LAYER,PRESENTATION LAYER,APPLICATION LAYER,Description of OSI layers,RS-232、RS-422与RS-485通讯特性对照表,协议简介,数据帧格式,数据模型,功能码,MODBUS,事务处理,01,Modbus协议简介,Modbus 协议简介,Modbus协议是主从站通讯协议;网络上的每个从站必须有唯一的地址（范围从1到247）;从站地址用于寻址从站设备，由主站发起;地址0用于广播模式，不需要响应;串行链路上的Modbus 传输模式分为Modbus RTU 和 Modbus ASCII,RS485/TCP,Modbus请求：地址100开始读20个字,Modbus响应：地址100至119的20个字的值,主站,从站,Modbus RTU传输模式,Modbus RTU传输特性：,PDU=Function Code+Data,地址域：单个设备的地址范围是1247；网络上的每个从设备必须具有唯一的地址；主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通设备；当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备作出回应。地址0是用作广播地址，以使所有的从设备都能认识，不需要响应。,功能码：作为主机的请求发送时，通过功能码告诉从机执行什么动作；数据：随功能码的不同，数据区也发生变化。差错校验：CRC-16（循环冗余错误校验），用于RTU模式；LRC（纵向冗余错误校验），用于ASCII模式。,Modbus RTU传输模式,ADU=Address+PDU+Error Check,Modbus最初是在串行链路上实现的，由于RS485链路上最大的ADU为256个字节，因此限制了Modbus PDU的长度，也就限制了一条Modbus能够传输的最大数据量对串行链路来讲，Modbus PDU=256-从站地址（1字节）-CRC校验（2字节）=253字节，因此一条Modbus报文最多可以传输126个字的数据。TCP的Modbus ADU=249字节+MBAP（7字节）=256个字节，因此一条Modbus TCP报文最大可以传输124个字的数据。,Modbus RTU传输模式,02,Modbus数据帧格式,Modbus 数据帧格式,在RTU模式，报文帧由时长至少为3.5个字符时间的空闲间隔区分，小于3.5字符被认为是一条报文,整个报文帧必须由连续的数据流发送两个字符之间小于1.5个字符间隔，超过1.5个字符则报文帧被认为不完整而被接收站点丢弃,报文必须以“:”开始；报文必须以“LFCR”结束；数据用十六进制ASCII码值表示；使用LRC进行差错校验；每个字符字节需要有两个字符编码，数据域最大数据长度为2252个字符，Modbus ASCII帧的最大长度为513个字符,Modbus 数据帧格式,Modbus ASCII模式,增加MBAP报文头；无差错校验；,Modbus 数据帧格式,Modbus TCP模式,03,Modbus数据模型,Modbus 数据模型,Coil：线圈，开关量输出，可读可写Discrete Input：开关量输入，只读Input Register：输入寄存器，只读Holding Register:保持寄存器，可读可写；,04,Modbus功能码,Modbus 功能码,Modbus 功能码-01,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,读取开出状态（功能码01）本功能可使主站获得被编址从站的开关量输出的通断状态。起始地址是指从哪一路开关量开始（编号从0开始），数据线圈数是指读取几路。应答帧中的数据是按上述要求读取的开关量数据(每路一位,每8位组成一个字节，最后一个字节的不足部分补0).例：读取17号从站开关量输出020-056的状态，读出的37位组成5个字节，最后一个字节的高三位补0.,Modbus 功能码-02,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,读取开入状态（功能码02）本功能可使主站获得被编址从站的开关量输入的通断状态。起始地址是指从哪一路开关量开始(编号从0开始)，数据线圈数是指读取几路。应答帧中的数据是按上述要求读取的开关量数据(每路一位，每8位组成一个字节，最后一个字节的不足部分补0).例：读取17号从站开关量输入0197-0218的状态，读出的22位组成3个字节，最后一个字节的高2位补0。,Modbus 功能码-03,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,读取模出状态（功能码03）本功能可使主站获得被编址从站的模拟量输出的通断状态。起始地址是指从哪一路模拟量开始（编号从0开始），寄存器数是指读取几路模拟量（每路模拟量2个字节，高位在前，低位在后）。应答帧中的数据是按上述要求读取的模拟量数据。例：读取17号从站模出点0108-0110的状态。应答数据高字节在前。108是555，109是0，110是100。,Modbus 功能码-04,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,读取模入状态（功能码04）本功能可使主站获得被编址从站的模拟量输入值。起始地址是指从哪一路模拟量开始(编号从0开始)，寄存器数是指读取几路模拟量(每路模拟量2个字节，高位在前，低位在后)。应答帧中的数据是按上述要求读取的模拟量数据。例：读取17号节点的模入点0108-0110的状态。应答数据高字节在前。108是555，109是0，110是100。,Modbus 功能码-05,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,强制单路开出（功能码05）本功能可使主站强行设定被编址从站某路开关量输出的通断状态。从站内部的任何一路开关量均能被强制。起始地址是指设定开关量的哪一路（编号从0开始），数据用于设定开或关：FF为开，0为关，其他值为非法值。正常应答是将报文原文发回。例：强制17号从站开出点173为ON。,Modbus 功能码-06,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,强制单路模出（功能码06）本功能可使主站强行设定被编址从站某路模拟量输出的值。从站内部的任何一路模拟量均能被强制。起始地址是指设定哪一路模拟量(编号从0开始)，数据用于设定该模拟量的值(高位在前，低位在后)。正常应答是将报文原文发回。例：强制17号从站模出点136为039EH。,Modbus 功能码-15,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,强制多路开出（功能码15）本功能可使主站强行设定被编址从站一组连续开关量输出的通断状态。从站内部的任何开出量均能被强制。起始地址是从哪一路开关量开始（编号从0开始），寄存器数是指设定几路。字节计数是指随后的线圈状态（开关量设定值）的字节数。线圈状态是设定的开出值，每一路开出占用一位（1为开，0为关），每八位组成一个字节，最后一个字节的不足部分补0。正常应答内容是回送从站地址、功能码、起始地址和强置的开关量数。,例：强置17号从站开关量输出0020-0029的状态，设定值CD（11001101）和00（00000000）表示开关量输出的第27、26、23、22和20将被强置为开状态。,Modbus 功能码-16,应答RTU帧（Response）,询问RTU帧（Query）,强制多路模出（功能码16）本功能可使主站强行设定被编址从站一组连续模拟量输出的值。从站内部的任何模出量均能被强制。起始地址是从哪一路模拟量开始（编号从0开始），寄存器数是指设定几路。字节计数是指随后的数据（模拟量设定值）的字节数。数据是设定的模出值，每一路模出两个字节（高位在前，低位在后）。正常应答内容是回送从站地址、功能码、起始地址和强置的模拟量数。,例：强置17号从站模拟量输出0136-0137的状态，设定值0136为000A，设定0137为0102。,05,Modbus 事务处理,Modbus事务处理,正常响应,当从站对主站响应时，Modbus通过功能码域来指示通讯是否正常；对于正常响应，从站会复制主站功能码，加入到响应报文对于异常响应，从站会将功能码域最高位置“1”，异常码指示错误类型,01 03 00 00 00 10 01 03 10 xx,01 03 00 00 00 10 01 83 02,Modbus事务处理,常见错误码,Modbus仿真,主站-ModScan32,Modbus仿真,从站-ModSim32,WL-320E-M万能协议转换器Modbus RTU|Modbus TCP/IP|EtherNet/IPMPI/PPI/三菱、OMRON、S7-NET；共计340种工业通讯协议。,Coming Soon.,机械装备制造,电力,油气,冶金,矿山,市政,工业 IT与OT的完美融合,为您构筑智能制造中的工业物联,Thanks,北京伟联科技有限公司,Wisdom Industrial Solution Consultant,
