【Modbus-QT】ModbusMasterTool & mod_RSsim仿真器 & Modbus通讯协议简介

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Introduction

原设备制造商(OEM)有自己的通信协议,旨在加速设备生产。例如,世界上最受欢迎的博客是Profinet、CIP、DappedNet和ControlNet。该系统用于与车间的所有设备进行通信。众所周知，数个控制器、仪器和外围制造商,这就提出了它们如何相互交换数据的问题。因此,出现了开放源码协定,以填补排他性协定在与第三方设备通信方面造成的空白。Modbus、OPC DA、OPC UA和MQTT是标准开放协议的例子。本条将详细通过MODBUS协议,包括其好处、类型和执行。

What is Modbus

MODBUS是1979年Modicon(现为Schneider Electric)发明的程序逻辑控制器的通讯协议。Modbus数据可以通过序列线或以太网传送。许多设备现已符合摩德布斯要求。因为它现在是一种得到广泛承认的通信方法。Modbus(SCADA)主要用于监测和数据收集,以接受远程终端单位和PLCs的数据。

Modbus communication types

摩布斯分为三类:

Modbus RTU

Modbus ASCII

Modbus TCP

Modbus RTU

Modbus RTU是最常用的 Modbus 协议 。Modbus RTU是一个直截了当的系列协议可以使用传统的UART技术发送。港口速率范围为每秒1200比特到115,200比特,从每秒1200比特增加到每秒155,200比特。8位字节用于传送数据。一次一位。大多数Modbus RTU设备每秒只能处理38 400位元。结构的主要部分由Modbus RTU控制。Modbus主站可与其他多达254个站交换数据。每台机器都配有8比特的设备地址通常称为单元号。传送到主站的数据包包括传送地址。只有当已知其地址时,机器才能作出反应。并且必须在一个具体的时间范围内完成。否则, 主机会将它视为“ 无响应” 错误 。每个利用Modbus分析数据和向主站发送回信的外围装置都与站相连。例如I/O传感器、阀门、网络驱动器和其他测量装置。RTU网络的通讯频道是连环通讯您可以使用RS232、RS422或RS485。

DB9电缆RS232、RS485、RS422实际连接

Modbus ASCII

Modbus ASCII协议是该协议的旧版本。它包含RRU数据包的所有组成部分。尽管如此,它还是以可理解的ASCII性质写成。ASCII Modbus 不支持 。未被广泛使用，这不是标准摩布斯协议的一部分

Modbus TCP

自诞生以来，Ethernet IP/TCP是使用最广泛的网络协议。Modbus TCP 将 Modbus RTU 数据纳入 TCP 数据包。可以通过标准的以太网网络发送。在 TCP 中，主要搜索机制不是地址。IP 地址，例如:在这里是最重要的。502是标准的 Modbus TCP 端口。但如果需要，它会经常重新配置。Modbus TCP坚持OSI网络模式。

摩德布斯从传统的主奴役关系演变为客户服务器连接。其中一个主机是客户从机成为服务器。可能有几个客户和电台。这是Modbus TCP对Ethernet IP点对点通信的好处之一。使用标准RJ 45电缆(局域网)与符合Modbus TCP的装置实际连接。

Modbus message structure

为了从任何技术中充分获益,必须了解它是如何运作的。 Modbus在转让各种形式的数据时使用登记册。登记册类似于一个数据点的“集合”。在Modbus使用的发报机中包括以下内容:

断开输入( 触摸点) 分解输入( 联系人) : 独立输入是一个只能读取的位图提示。 在 PLC 编程中, 它们最好被描述为联络点 。

分解输出 (Coils): 圆圈是用于输出的登记册。 它们既是阅读器,又是写录器 。

输入记录器 : 输入登记器是用于输入的16位数登记册。 它只读 。

保存登记册是一个可读16位数的登记册。 它们是最常用的存储库, 因为它们可用于输入、 输出和保存任何形式的数据 。

Modbus function codes

《莫德布斯协议》具体规定了可用于进入莫德布斯登记册的功能代码数量。Modbus 指定了四个不同的数据块 。每个数据区块都有地址或登记号重叠。因此，详细解释何处可以找到数据(或登记册类型)、地址(或登记号)和功能代码。如下表所示,Modbus有不同的功能代码。尽管这并非一份完整的职能守则清单,然而,这些守则是使用最广泛和最关键的功能守则。

Modbus error (exception) code explanation

Modbus在从站点检测到数据包时作了异常代码答复,而不是数据,但得出的结论是请求含有错误,从机器地址或单位号、高位功能代码的复制件和异常代码组成中产生了异常响应。

Conclusion

这只是对《摩德布斯协定》内容的概述。其中一些原则在互联网上作了非常详细的解释。我建议读者调查其中一些网站。Modbus协议是标准工业网络协议。因此,在一个自动化世界中,必须相互理解。

其它笔记：

1 锅炉和登记册
Modbus 定义了两种数据类型:coil, 有点变数, 注册, 是一个整数变量( Word, 16-bit) 2 。 Slave and Master, 以及服务器和客户端。
国内许多地方对同一件设备有不同名称。奴隶:工业自动化语言;应请求回复;硕士:工业自动化语言;请求发送;服务器:信息技术语言;请求发送;Cliet:信息技术语言;请求发送;奴隶和服务器等术语可以互换。“主”和“客户”两个术语可以互换。

二号摩布斯数据模型这些资料可分为两组。煤油和注册,按此顺序排列。每一种数据，根据他们的阅读和写作方式,分为两半(只读和只写)。读写）。只读写 Coils bit 变量输入 Regis 16-bit 整数仅读取持有登记册 16-bit 整数 读写通常，在Slave端中，界定了四个表格,以提供四个数据集。

三. Modbus 地址表距离匹配表

Modbus 地址描述函数 R/W 设备地址
1~10000     address-1Coils（Output）0R/W
10001~20000   address-10001    Discrete Inputs       01        R
30001~40000   address-30001    Input Registers       04        R
40001~50000   address-40001Holding Registers03R/W

四. 移动式地址地址可变地图地址 行动代码地址类型 R/W 描述
0xxxx               01,05,15                Coil               R/W          -
- R 1002分散输入
23003,04,06,16个浮点登记员R/W 浮动点号由连续两个16位登记员(IEE754)表示。
3x30 04 Enter R 每个登记册代表16比特的无符号整数(065535)。
保持R/W-登记
每个登记册代表两封ASCII信函(5x3003,04,06,16)。

这两种功能守则之间的区别在于,它们用于不同的登记册,《第03号行动守则》用于阅读控股登记册,《第04号行动守则》用于阅读输入登记册。

输入登记册用于阅读奴隶信息,地址范围为3001-399,长度16比特、可读和不成文。

持有登记册,长度16米,可读或写,地址范围为4001-499,用于读取奴隶的资料或将其传送给奴隶。

为什么你不能用 03 来读取数据? 因为您正在读的奴隶写给控股公司的数据, 地址是 4xx。 您选择的控股登记册是由读写要求决定的 。

参考：

1】PLC Programming & Automation Tutorials (solisplc.com)

https://www.solisplc.com/tutorials

2】The Modbus Organization

https://modbus.org/

3】An Introduction to the Modbus Communication Protocol (solisplc.com)

https://www.solisplc.com/tutorials/modbus?msclkid=e8457c5bd12411ecb2c27753739652e3

4】What is Modbus? | Types of Modbus | RealPars

https://realpars.com/modbus/?msclkid=e844ffb2d12411ec8344c51b01251359

5】Modbus simulator download | SourceForge.net

https://sourceforge.net/projects/modrssim/

https://sourceforge.net/projects/modrssim2/

6】https://www.zhihu.com/question/53235349/answer/136247068

7】https://zhuanlan.zhihu.com/p/146486090

The End