标准化指导性技术文件Modbus通讯协议在天辰产品中的应用框架
发布部门：开发部
发布时间：2008-03-20
版本：2.0
第一部分Modbus通讯协议概述
本部分为介绍性内容，已经熟悉Modbus协议或需要在产品中迅速实现协议的技术人员可以跳过此部分，直接参考第二部分。
1.术语
ADU（Application Data Unit）应用数据单元
LSB（Least Significant Bit）最低有效位
MB（Modbus Protocol）Modbus协议
MSB（Most Significant Bit）最高有效位
PDU（Protocol Data Unit）协议数据单元
2.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）上引用一些附加域，见图1。
图1 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。
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。这个域还包括离散量和寄存器地址、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中，不出现与所请求的Modbus功能有关的差错，那么服务器至客户机的响应数据域包含所请求的数据。如果出现与所请求的Modbus功能有关的差错，那么该域包含一个异常码，服务器应用能够使用这个域确定下一个执行的操作。
当服务器对客户机响应时，它使用功能码域来指示正常（无差错）响应（见图2）或者出现某种差错（称为异常响应），见图3。对于一个正常响应来说，服务器仅复制原始功能码。
图2 Modbus事务处理（无差错）
对于异常响应，服务器将原始功能码的最高有效位设置逻辑1后返回。
图3 Modbus事务处理（异常响应）
3.数据编码
Modbus使用最高有效字节在低地址存储的方式表示地址和数据项。这意味着当发送多个字节时，首先发送最高有效字节。例如：
寄存器大小值
16位0x1234 发送的第一字节为0x12 然后0x34 4.Modbus数据模型
Modbus的数据模型是以一组具有不同特征的表为基础建立的。4个基本表见表1：
表1
输入与输出之间以及位寻址的和字寻址的数据项之间的区别并不意味着应用特性的差别。如果所有4个表相互覆盖是对该目标机器最自然的解释，也是完全可接收的，而且很普遍。
对于每个基本表，协议都允许单个的选择65536个数据项，而且其读写操作被设计为可以越过多个连续数据项直到数据大小规格限制，这个数据大小规格限制与事务处理功能码有关。
Modbus功能码中使用的Modbus寄存器逻辑编号是以0开始的无符号整数索引。
Modbus模型实现的实例
下列实例表示了两种在设备中组织数据的方法。有多种组织数据的方法，在本部分中没有被全部描述。每个设备根据其应用都有它自己的组织数据的方法。
实例1：有4个独立块的设备
图4表示了含有数字量和模拟量、输入量和输出量的设备中的数据组织。由于不同块中的数据不相关，每个块是独立的。可通过不同Modbus功能码访问每个块。
图4 带有独立块的Modbus数据模型
实例2：仅有1个块的设备
图5实例中，设备仅有1个数据块。通过几个Modbus功能码能够得到相同数据，既可
通过16位访问也可通过1位访问。
图5 仅带有1个块的Modbus数据模型
5.Modbus事务处理的定义
图6是状态图，描述了在服务器侧Modbus事务处理的一般处理过程。
图6 Modbus事务处理的状态图
一旦处理器处理请求，使用合适的Modbus服务器事务处理建立Modbus响应。
根据处理结果，可以建立两种类型响应：
?一个正常的Modbus响应：响应功能码＝请求功能码。
?一个异常的Modbus响应
1)用来给客户机提供处理过程中与所发现的差错相关的信息；
2)异常功能码＝请求功能码＋0x80；
3)提供一个异常码来指示差错原因。
6.公共功能码定义
见表2。
表2
7.功能码描述
7.1.01(0x01)读线圈
见表3～表5。
使用该功能码从一个远程设备中读1～2000个连续的线圈状态。请求PDU指定了起始
地址，即指定了第一个线圈地址和线圈数目。在PDU中，从17（十六进制11）返回从站忙计数。
响应报文中的线圈按数据域的每位一个线圈进行打包。状态被表示成１＝ON和0＝OFF。第一个数据字节的LSB（最低有效位）包含询问中所寻址的输出。其他线圈依次类推，一直到这个字节的高位端为止，并在后续字节中按照从低位到高位的顺序排列。
如果返回的输出数量不是8的倍数，将用零填充最后数据字节中的剩余位（一直到字节的最高位端）。字节数量域说明了数据的全部字节数。
表3
请求
表4
响应
表5
错误
7.2.02（0x02）读离散量输入
见表6～表8。
使用该功能从一个远程设备中读1～2000个连续的离散量输入状态。请求PDU指定了起始地址，即指定了第一个离散量输入地址和离散量输入数目。在PDU中，从零开始寻址离散量输入。因此标号1～16的离散量输入寻址为0～15。
响应报文中的离散量输入按数据域的每位一个离散量输入进行打包。状态被表示成1＝ON和0＝OFF。第一个数据字节的LSB（最低有效位）包含讯问中所寻址的输入。其他离散量输入依次类推，一直到这个字节的高位端为止，并在后续字节中按照从低位到高位的顺序排列。
如果返回的输出数量不是8的倍数，将用零填充最后数据字节中的剩余位（一直到字节的最高位端）。字节数量域说明了数据的全部字节数。
表６
请求
表７
响应
表８
错误
7.3.03(0x03)读保持寄存器
见表9～表11。
使用该功能码从远程设备中读保持寄存器连续块的内容。请求PDU说明了起始寄存器地址和寄存器数量。在PDU中，从零开始寻址寄存器。因此编号1～16的寄存器寻址为0～15。
将响应报文中的寄存器数据打包成每个寄存器有两字节。
对于每个寄存器，第一个字节为高位字节，第二个字节为低位字节。
表9
请求
表10
响应
表11
错误
7.4.04（0x04）读输入寄存器
见表12～表14。
使用该功能码从一个远程设备中读1～125个连续输入寄存器。请求PDU说明了起始地址和寄存器数量。在PDU中，从零开始寻址寄存器。因此，标号为1～16的输入寄存器寻址为0～15。
将响应报文中的寄存器数据打包成每个寄存器为两字节。
对于每个寄存器，第一个字节包括高位位，第二个字节包括低位位。
请求
表13
响应
表14
错误
7.5.05（0x05）写单个线圈
见表15～表17。
使用该功能码将一个远程设备中的一个输出写ON或OFF。
请求数据域中的常数指定所请求的ON/OFF状态。十六进制值FF00请求输出为ON。十六进制值0000请求输出为OFF。其他所有值均是非法的，并且对输出不起作用。
请求PDU说明了被强制的线圈地址。从零开始寻址线圈。因此，编号为1的线圈被寻址为0。线圈值域的常数指定所请求的ON/OFF状态。十六进制值0xFF00请求线圈为ON。十六进制值0x0000请求线圈为OFF。其他所有值均为非法的，并且对线圈不起作用。
正常的响应是请求的复制，在写入线圈状态后被返回。
请求
表16
响应
表17
错误
7.6.06（0x06）写单个寄存器
见表18～20。
使用该功能码在一个远程设备中写一个保持寄存器。
请求PDU指定了被写入寄存器的地址。从零开始寻址寄存器。因此，编号为1的寄存器被寻址为0。
正常的响应是请求的复制，在写入寄存器内容之后被返回。
表18
请求
响应
表20
错误
7.7.07（0x07）读异常状态
见表21～23。
使用这个功能码从一个远程设备中读8个异常状态输出的内容。
因为异常码输出参量是已知的（在这个功能中不需要输出参量），该功能提供一种简单的访问这种信息的方法。
正常的响应包括8个异常状态输出的内容。将这些输出打包成一个字节，每个输出一个位。在该字节的最低有效位中包含最低位输出参量的状态。
表21
请求
表22
响应
错误
7.8.08(0x08)诊断
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.9.11(0x0B)获得通信事件计数器
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.10.12（0x0C）获得通信事件记录
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.11.15（0x0F）写多个线圈
见表24～26。
该功能码将一个远程设备中的一个线圈序列的每个线圈强制为ON或OFF。请求PDU 指定了被强制的线圈编号。从零开始寻址线圈。因此，编号为1的线圈被寻址为0。
请求数据域的内容指定了被请求的ON/OFF状态。数据域中为逻辑“1”的位请求相应输出为ON。为逻辑“0”的位请求相应输出为OFF。
正常的响应返回功能码、起始地址和被强制的线圈数量。
表24
请求
响应
表26
错误
7.12.16（0x10）写多个寄存器
见表27～29。
使用该功能码在一个远程设备中写连续寄存器块（1～123个寄存器）。
在请求数据域中指定了请求写入的值。将数据打包成每个寄存器两字节。
正常的响应返回功能码、起始地址和被写入寄存器的数量。
表27
请求
响应
表29
错误
7.13.17（0x11）报告从站ID
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.14.20/6（0x14/0x06）读文件记录
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.15.21/6（0x15/0x06）写文件记录
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.16.22（0x16）屏蔽写寄存器
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.17.23（0x17）读/写多个寄存器
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.18.24（0x18）读FIFO队列
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.19.43（0x2B）封装接口传输
公司产品通讯协议中不使用该功能码，不进行描述。
7.20.43/14（0x2B/0x0E）读设备标识
见表30～33。
这个功能码允许读取与远程设备的物理和功能描述相关的标识和附加信息。
读设备识别接口由包含一组可寻址数据元素组成的地址空间构成。数据元素被称作对象，由对象Id识别它们。
接口由3类对象组成：
——基本设备识别。所有此类对象都是必备的：厂商名称、产品代码和修订版本号。
——常规设备识别。除基本数据对象以外，设备提供了附加的和可选择的识别以及数据对象描述。本标准定义了所有类别的对象，但是它们的实现是可选的。
——扩展设备识别。除常规数据对象以外，设备提供了附加的和可选的识别以及专用数据描述。所有这些数据都是与设备有关的。
表30
表31
请求
表32 响应
表33 错误
第二部分天辰Modbus协议框架
Modbus协议定义了两种串行传输模式：RTU模式和ASCII模式。这两种模式定义了链路上串行传送报文域的位内容，确定了信息如何打包为报文域和如何解码。
Modbus要求每个设备必须实现RTU模式，ASCII模式作为可选模式。考虑到我公司目前主流产品的协议都是基于ASCII码协议的。因此，下面首先描述我们的ASCII实现方法，再描述RTU协议。
1.ASCII传输模式
在Modbus串行链路上通信时，用两个ASCII字符发送报文中的一个8位字节。
实例：将字节0x5B编码为两个字符：0x35和0x42。
ASCII模式中每个字节（10位）的格式为：
编码系统：十六进制，ASCII字符0～9、A～F
报文中每个ASCII字符含有1个十六进制字符
每个字节的位：1个起始位
7个数据位，首先发送最低有效位
1个奇偶校验位
1个停止位
注：默认的校验模式是偶校验，但可以通过设置变更为无校验或奇校验。
帧校验域：纵向冗余校验（LRC）。
通讯波特率：可选范围为2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。
1.1.Modbus报文ASCII帧
在ASCII模式中，用特定的字符将报文划分为帧起始和帧结束（这一点和天辰协议相同）。一个报文必须以一个“冒号”（：）字符（十六进制ASCII 3A）起始，以“回车—换行”（CRLF）（十六进制ASCII 0D和0A）结束。
图6表示了一个典型的报文帧。
图6
Modbus ASCII帧的最大长度为513个字符。
1.2.LRC校验
在ASCII模式中，报文包含一个差错校验域，该域是基于对全部报文内容执行的纵向冗余校验（LRC）计算结果，不包括起始“冒号”和结束CRLF对。
LRC域是一个字节，包含一个8位二进制值。发送设备计算LRC值，将LRC值附加到报文中。在接收报文过程中，接收设备重新计算LRC值，并将计算值与LRC域中接收到的实际值相比较。如果两个值不相等，则产生错误。
对报文中的所有连续8位字节相加，忽略任何进位，计算LRC，然后求出其二进制补码。根据不包括报文起始“冒号”和报文结束CRLF对的整个ASCII报文域内容进行LRC。在ASCII模式中，LRC的结果被编码为两个字节的ASCII，并将其放置CRLF之前的ASCII 模式报文帧的结尾处。
2.RTU传输模式
在Modbus串行链路上通信时，报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符。
RTU模式中每个字节（11位）的格式为：
编码系统：每个8位字节含有两个4位十六进制字符（0～9、A～F）
每个字节的位：1个起始位
8个数据位，首先发送最低有效位
1个奇偶校验位
1个停止位
注：默认的校验模式是偶校验，但可以通过设置变更为无校验或奇校验。
帧校验域：循环冗余校验（CRC）。
通讯波特率：可选范围为2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。
2.1.Modbus报文RTU帧
在RTU模式中，时长至少为3.5个字符时间的空闲间隔将报文帧区分开。这个时间称为t3.5。
上海安标电子有限公司 ——PC39A接地电阻仪通信协议 通信协议： 波特率：9600数据位：8校验位：无停止位：1 上位机(计算机)： 字节号 1 2 3 4 5 6 7 8 意义ID Command 数据地址V alue CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，读：3或4，写：6 3 数据地址：2个字节，寄存器地址，读从100开始，写从200开始 4 V alue：2个字节，读：个数（以整型为单位），写：命令/ 数据（以整型为单位） 5 CRC：计算出CRC 下位机（PC39A）： 读数据，若正确 字节号 1 2 3 3+N (N=个数*2) 3+N+1 3+N+2 意义ID Command=3 / 4 数据个数数据CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，收到的上位机命令 3数据个数：1个字节，返回数据个数（以字节为单位） 4 V alue：N个字节，是返回上位机的数据 5 CRC：计算出CRC 写命令，若正确 返回收到的数据： 若错误 字节号 1 2 3 4 5 意义ID Command 数据CRC 注：1 ID：1个字节，由单机来定（0~255） 2 Command：1个字节，收到的上位机命令或上0x80, 如收到3，返回0x83 3数据：1个字节，错误的指令 错误指令 1:表示command不存在 2:表示数据地址超限 4 CRC：计算出CRC
例如读PC39A 电流数据: 机器地址为12,电流的数据地址100，数据为15.45(A) （一个整型数据） 主机： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x03 0x0064 0x0001 CRC_H CRC_L 10进制 12 3 100 1 CRC_H CRC_L 从机返回 如正确： ID Command 数据个数（以字节为单位） V alue CRC 16进制 0x0c 0x03 0x002 0x0609 CRC_H CRC_L 10进制 12 3 2 1545 CRC_H CRC_L 如错误： ID Command 数据 CRC 16进制 0x0c 0x83 0x02 CRC_H CRC_L 10进制 12 131 2 CRC_H CRC_L 例如发PC39A 启动命令: 机器地址为12,命令的地址200，数据为25000（25000表示启动） 主机： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x06 0x00c8 0x61a8 CRC_H CRC_L 10进制 12 6 200 25000 CRC_H CRC_L 从机返回 如正确： ID Command 数据地址 V alue CRC 16进制 0x0c 0x06 0x00c8 0x61a8 CRC_H CRC_L 10进制 12 6 200 25000 CRC_H CRC_L 如错误： ID Command 数据 CRC 16进制 0x0c 0x86 0x02 CRC_H CRC_L 10进制 12 134 2 CRC_H CRC_L 0011 10000110 错误码0x83 功能码0x06错误码0x86
基于Modbus协议实现单片机与PLC之间的通讯 来源：PLC&FA 作者：蔡晓燕赵兴群万遂人董鹏云 关键词：可编程控制器 Modbus 通讯协议 1 引言 HMI(人机界面)以其体积小，高性能，强实时等特点，越来越多的应用于工业自动化系统和设备中。它有字母、汉字、图形和图片等不同的显示，界面简单友好。配有长寿命的薄膜按钮键盘，操作简单。它一般采用具有集成度高、速度快、高可靠且价格低等优点的单片机[1]作为其核心控制器，以实现实时快速处理。PLC和单片机结合不仅可以提PLC的数据处理能力，还可以给用户带来友好简洁的界面。本文以Modbus通讯协议为例，详细讨论了一个人机系统中，如何用C51实现单片机和PLC之间通讯的实例。 2 Modbus通讯协议[4] Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。 Modbus协议提供了主—从原则，即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。主设备查询的格式:设备地址(或广播，此时不需要回应)、功能代码、所有要发送的数据、和一错误检测域。从设备回应消息包括确认地址、功能码、任何要返回的数据、和一错误检测域。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回应发送出去。 控制器能设置为两种传输模式:ASCII和RTU，在同样的波特率下，RTU可比ASCII方式传送更多的数据，所以采用KTU模式。 (1) 典型的RTU消息帧 典型的RTU消息帧如表1所示。
RTU消息帧的地址域包含8bit。可能的从设备地址是0...127(十进制)。其中地址0是用作广播地址，以使所有的从设备都能认识。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从设备。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。 RTU消息帧中的功能代码域包含了8bits，当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为;当从设备回应时，它使用功能代码域来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生(称作异议回应，一般是将功能码的最高位由0改为1)。 从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信息:从设备必须用于进行执行由功能代 码所定义的行为。这包括了像不连续的寄存器地址，要处理项的数目，域中实际数据字节数。如果没有错误发生，从从设备返回的数据域包含请求的数据。如果有错误发生，此域包含一异议代码，主设备应用程序可以用来判断采取下一步行动。 当选用RTU模式作字符帧时，错误检测域包含一16Bits值(用两个8位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测(CRC)方法得出的。CRC域附加在消息的最后，添加时先是低字节然后是高字节。 (2) 所有的Modbus功能码 Modbus的功能码定义如表2所示。
Modbus 通讯协议 （RTU传输模式）本说明仅做内部参考，详细请参阅英文版本。
第一章Modbus协议简介 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。 此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，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地址、路由路径及错误检测的方法。 协议在一根通讯线上使用应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备（从机），然后，在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。协议只允许在主计算机和终端设备之间，而不允许独立的设备之间的数据交换，这就不会在使它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。 1．1 传输方式 传输方式是一个信息帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，以RTU 模式在Modbus总线上进行通讯时，信息中的每8位字节分成2个4位16进制的字符，每个信息必须连续传输下面定义了与Modebus 协议– RTU方式相兼容的传输方式。 代码系统 ?8位二进制，十六进制数0...9，A...F ?消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成 每个字节的位 ?1个起始位 ?8个数据位，最小的有效位先发送 ?1个奇偶校验位，无校验则无 ?1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时） 错误检测域 ?CRC(循环冗长检测)
很好的威纶通 M O D B U S R T U通讯协议与变频器通讯案例 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
本文研究的是触摸屏通过MODBUS RTU通讯协议与变频器通讯实现变频器的控制。触摸屏采用威纶通TK6070IP,变频器用汇川MD380通用系列。通过触摸屏编程软件，编辑控制画面实现变频器的启动、停止、速度调节、多段速速度设置，通过宏指令实现工程值与实际值的转换。 一、MODBUS RTU 简介： 为了在自动化系统之间、自动化系统和所连接的分散的现场设备之间进行信息交换，如今串行现场总线被主要用作通讯系统。成千上万的应用已经强烈地证明了通过使用现场总线技术，可以节省多至40％的接线、调试及维护的费用。仅仅使用两根电线就可以传送现场设备的所有相关信息，比如输入和输出数据、参数、诊断数据。过去使用的现场总线往往是制造商的特定现场总线，并且同其它现场总线不兼容。如今使用的现场总线几乎是完全公开和标准化的。这就意味者用户可以以最合理的价格选择最好的产品，而不用依赖于每个独立的制造商。Modbus RTU是一种国际的、开放的现场总线标准。作为一种很容易实现的现场总线协议，在全世界范围内，Modbus得到了成功的应用。应用领域包括生产过程中的自动化、过程控制和楼宇自控。MODBUS RTU通讯协议的报文如图1。 图1 MODBUS RTU 通讯协议的报文功能码如下： 01H 读取线圈状态。从执行机构上读取线圈（单个位）的内容； 02H 读取离散量输入。从执行机构上读取离散量输入（多个位）的内容； 03H 读取保持寄存器。从执行机构上读取保持寄存器（16位字）的内容； 04H 读取输入寄存器。从执行机构上读取输入寄存器（16位字）的内容； 05H 强置单线圈。写数据到执行机构的线圈（单个位）为“通”（“1”）或“断”（“0”）； 06H 预置单寄存器。写数据到执行机构的单个保持寄存器（16位字）； 0FH 强置多线圈。写数据到执行机构的几个连续线圈（单个位）为“通”（“1”） 或“断”（“0”）； 10H 预置多寄存器。写数据到执行机构的几个连续的保持寄存器（16位字）。 二、威纶通编程软件介绍： EB8000软件中MODBUS协议的设备类型为0x、1x、3x、4x、5x、6x，还有 3x_bit，4x_bit，6x_bit，0x_multi_coils等，下面分别说明这些设备类型在MODBUS协议中支持哪些功能码。 0x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的输出点。该设备类型读取位状态的时候，发出的功能码是01H，写位状态的时候发出的功能码是05H。写多个寄存器时发出的功能码是0fH。
竭诚为您提供优质文档/双击可除modbus协议下上位机编程实例 篇一：modbus协议下的上位机地址 Rs485采取流量计数据，经串口com1的2号地址读到int ouch中来，双字40001、40002为浮点型瞬时流量，读到上位机项目为40001F双字40004、40005为长整型累计流量，读到上位机项目为40004l 驱动设置与intouch标记名的设置 驱动设置： 项目名设置 注：在不修改驱动设置的情况下，s=s1+s2*65535 s=s2+s1*65535 根据各个厂家的仪表，上面工式有区别，设计时各个测试一下。 篇二：modbus通讯协议实例 上海安标电子有限公司 ——pc39a接地电阻仪通信协议 通信协议：
波特率：9600数据位：8校验位：无停止位：1 上位机(计算机)： 注：1id：1个字节，由单机来定（0~255） 2command：1个字节，读：3或4，写：6 3数据地址：2个字节，寄存器地址，读从100开始，写从200开始4Value：2个字节，读：个数（以整型为单位），写：命令/数据（以整型为单位）5cRc：计算出cRc下位机（pc39a ）：注：1id：1个字节，由单机来定（0~255） 2command：1个字节，收到的上位机命令 3数据个数：1个字节，返回数据个数（以字节为单位）4Value：n个字节，是返回上位机的数据5cRc：计算出cRc 写命令，若正确返回收到的数据：若错误注：1id：1个字节，由单机来定（0~255） 2command：1个字节，收到的上位机命令或上0x80, 如收到3，返回0x83 3数据：1个字节，错误的指令错误指令 1:表示command不存在2:表示数据地址超限 4cRc：计算出cRc 例如读pc39a电流数据: 机器地址为12,电流的数据地址100，数据为15.45(a)（一个整型数据）
1MODBUS RTU 读寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式 1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x03 3起始寄存器基地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节高字节在前 5CRC校验码两个字节低字节在前 读寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x03 3数据长度1个字节寄存器个数×2 4数据寄存器个数×2个字节每个寄存器高字节在前5CRC校验码两个字节低字节在前 写单个寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x06 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器值两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 写单个寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器值两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 1
写多个寄存器请求序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节 高字节在前 5数据长度 1个字节 寄存器个数×2 6数据寄存器个数×2个字节每个寄存器高字节在前7CRC校验码 两个字节 低字节在前 写多个寄存器回应序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节0x10 3起始寄存器地址两个字节高字节在前 4寄存器个数两个字节 高字节在前 5CRC校验码 两个字节 低字节在前 错误返回序号意义所占字节字节存放格式1从设备地址1个字节0x00?0xff 2功能码1个字节请求功能码+0x80 3错误码1个字节 其代号见下面表格4CRC校验码 两个字节 低字节在前 错误代号错误代号意义 0x01不支持该功能码 0x02越界 0x03寄存器数量超出范围 0x04读写错误 2
电磁流量计转换器 通讯协议 2012-10-12
目录 一、概述................................................................................................. - 2 - 二、网络结构及接线................................................................................ - 2 -
三、Modbus协议RTU帧格式 .............................................................. - 2 - 四、Modbus协议命令编码定义............................................................. - 4 - 五、电磁流量计MODBUS寄存器定义 ................................................... - 5 - 1. 电磁流量计MODBUS寄存器地址定义............................................... - 5 - 2.PLC地址设置说明................................................................................ - 5 - 3.组态王地址设置说明............................................................................. - 6 -4．数据含义说明 .................................................................................... - 6 -六、通讯数据解析................................................................................... - 7 -1读瞬时流量 .......................................................................................... - 7 -2.读瞬时流速：....................................................................................... - 8 -3读累积流量 .......................................................................................... - 8 - 5.读总量流量单位 ................................................................................. - 10 - 6.读报警状态 ........................................................................................ - 10 - 七、应用举例........................................................................................ - 11 - 1.C语言MODBUS 示例程序............................................................... - 11 - 2.modbus调试软件modbus poll通讯实例....................................... - 13 - 3.modbus调试软件modscan32通讯实例 ......................................... - 15 - 4.组态王6.53通讯实例 ........................................................................ - 17 - 5.力控 6.1通讯实例.............................................................................. - 21 -
Modbus通讯协议 图片： 图片： 图片：
Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在1979年末该公司成为施耐德自动化(Schneider Automation)部门的一部分，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。 当在网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。 Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master 端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。
Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP 协议是一个面向连接的可靠协议。另外，Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后（如故障或关机），Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。 下面我来简单的给大家介绍一下，对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说，其中TCP和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。 下表是ASCII协议和RTU协议进行的比较： 通过比较可以看到，ASCII协议和RTU协议相比拥有开始和结束标记，因此在进行程序处理时能更加方便，而且由于传输的都是可见的ASCII字符，所以进行调试时就更加的直观，另外它的LRC校验也比较容易。但是因为它传输的都是可见的ASCII 字符，RTU传输的数据每一个字节ASCII都要用两个字节来传输，比如RTU传输一个十六进制数0xF9,ASCII就需要传输’F’’9’的ASCII码0x39和0x46两个字节，这样它的传输的效率就比较低。所以一般来说，如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议，如果所需传输的数据量比较大，最好能使用RTU协议。
MODBUS 标准通讯协议（简版） （基于Modbus 应用协议RTU 通讯模式） 1. 前言 本协议适用于符合MODBUS 标准通讯协议的规定以及在Modbus 网络上以RTU 模式通信运行的设备和应用软件。本协议按照Modbus 应用协议标准制定。 2. 波特率可选范围 代码 6 7 8 9 10 11 12 13 14 波特率 2400 4800 9600 14400 19200 28800 38400 57600 115200 3. RTU 通讯数据传输模式 3.1 RTU 模式每个字节( 11 位 )的格式为 : 通讯传输为异步方式，并以字节（数据帧）为单位。在主站和从站之间传递的每一个数据帧都是11位的串行数据流。 编码系统: 8–位二进制，报文中每个8 位字节含有两个4 位十六进制字符(0–9， A –F) 数 据 位: 1个 起始位 8个 数据位， 首先发送最低有效位 1个 奇偶校验（注：偶校验是要求的，其它模式( 奇校验，无校验 )也可以使用） 1个 停止位 （注 :使用无校验时要求2个停止位） 帧校验域：循环冗余校验(CRC) 3.2 字符的串行传送方式: 每个字符或字节按如下顺序发送(从左到右):最低有效位 (LSB) . . . 最高有效位 (MSB) 通过配置，设备可以接受奇校验、偶校验或无校验。如果无奇偶校验，那么传送一个附加的停止位来填充数据帧使其成为完整的11位异步字符: 3.3 数据编码： Modbus 处理的所有数据按照存储数据的类型可以分为位寄存器（容量为1位）和16位寄存器（容量为16位）两种，它们的宽度都是16位(Data is packed as two bytes per register)，协议允许单个选择65536个数据项，而且其读写操作可以越过多个连续数据项直到数据大小规格限制，这个数据大小规格限制与事务处理功能码有关。在Modbus PDU 中从0～65535寻址每个数据。 Modbus 使用一个‘big-Endian ’表示地址和数据项，即最高有效字节在低地址存储，最低有效字节在高字节存储。这意味着当发送多个字节时，首先发送最高有效位例如： 寄存器大小 值 16位 0x1234 发送的第一字节为0x12，然后发0x34。 4. RTU 报文帧结构 Modbus RTU 报文帧格式如下： 地址码 功能码 数据区 错误校验码 2 字节 1字节 1字节 0到252字节 CRC 低 CRC 高
Modbus协议讲解 一、基本术语 1、字word、字节byte、位bit 1 word = 2 byte; 1 byte = 8 bit. 2、校验码 校验码是由前面的数据通过某种算法得出的，用以检验该组数据的正确性。代 码作为数据在向计算机或其它设备进行输入时，容易产生输入错误，为了减少 这种输入错误，编码专家发明了各种校验检错方法，并依据这些方法设置了校 验码。 常用的校验有：累加和校验SUM、字节异或校验XOR、纵向冗余校验LRC、循环冗余校验CRC…… 3、协议和接口 协议是一种规范和约定，是一种通讯的语言，规定了通信双方能够识别并使用 的消息结构和数据格式。 接口是一种设备的物理连接，指的是在物理层上的定义，像 RS422/RS232/RS485/以太网口等。协议和接口并不是一个概念，不能混淆。 Modbus协议一般运行在RS485物理接口上，半双工的，是一种主从协议。 二、Modbus协议概述
Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，实现控制器之间、控制器由网络和其它设备之间的通信，支持传统的RS232/RS422/RS485和最新发展的以太网设备。它已经成为一种通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中控制。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构。 Modbus协议是一种请求——应答方式的协议。 三、两种传输方式 1、ASCII模式 ASCII：美国标准信息交换代码 特点： ②消息中每个8bit都作为两个ASCII字符发送 ②1个起始位、7个数据位、1个奇偶校验位和1个停止位（或者两个停止位） ③错误检测域是LRC检验 ④字符发送的时间间隔可达到1秒而不会产生错误 2、RTU模式 RTU:远程终端单元 特点： ①消息中每个8bit字节包含两个4bit的十六进制字符，因此，在波特率相 同的情况下，传输效率比ascii传输方式大 ②1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验位和1个停止位（或者两个停 止位）
本文研究的是触摸屏通过MODBUS RTU通讯协议与变频器通讯实现变频器的控制。触摸屏采用威纶通TK6070IP,变频器用汇川MD380通用系列。通过触摸屏编程软件，编辑控制画面实现变频器的启动、停止、速度调节、多段速速度设置，通过宏指令实现工程值与实际值的转换。 一、MODBUS RTU 简介： 为了在自动化系统之间、自动化系统和所连接的分散的现场设备之间进行信息交换，如今串行现场总线被主要用作通讯系统。成千上万的应用已经强烈地证明了通过使用现场总线技术，可以节省多至40％的接线、调试及维护的费用。仅仅使用两根电线就可以传送现场设备的所有相关信息，比如输入和输出数据、参数、诊断数据。过去使用的现场总线往往是制造商的特定现场总线，并且同其它现场总线不兼容。如今使用的现场总线几乎是完全公开和标准化的。这就意味者用户可以以最合理的价格选择最好的产品，而不用依赖于每个独立的制造商。Modbus RTU是一种国际的、开放的现场总线标准。作为一种很容易实现的现场总线协议，在全世界范围内，Modbus得到了成功的应用。应用领域包括生产过程中的自动化、过程控制和楼宇自控。MODBUS RTU通讯协议的报文如图1。图1 MODBUS RTU 通讯协议的报文功能码如下： 01H 读取线圈状态。从执行机构上读取线圈（单个位）的内容； 02H 读取离散量输入。从执行机构上读取离散量输入（多个位）的内容； 03H 读取保持寄存器。从执行机构上读取保持寄存器（16位字）的内容； 04H 读取输入寄存器。从执行机构上读取输入寄存器（16位字）的内容； 05H 强置单线圈。写数据到执行机构的线圈（单个位）为“通”（“1”）或 “断”（“0”）； 06H 预置单寄存器。写数据到执行机构的单个保持寄存器（16位字）； 0FH 强置多线圈。写数据到执行机构的几个连续线圈（单个位）为“通”（“1”） 或“断”（“0”）； 10H 预置多寄存器。写数据到执行机构的几个连续的保持寄存器（16位字）。 二、威纶通编程软件介绍： EB8000软件中MODBUS协议的设备类型为0x、1x、3x、4x、5x、6x，还有3x_bit，4x_bit，6x_bit，0x_multi_coils 等，下面分别说明这些设备类型在MODBUS协议中支持哪些功能码。 0x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的输出点。该设备类型读取位状态的时候，发出的功能码是01H，写位状态的时候发出的功能码是05H。写多个寄存器时发出的功能码是0fH。 1x：是一个只读的设备类型，相当于读取PLC的输入点。读取位状态的时候发出的功能码为02H。 3x：是一个只读的设备类型，相当于读取PLC的模拟量。读数据的时候，发出的功能码是04H。 4x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的数据寄存器。当读取数据的时候，发出的功能码是03H，当写数据的时候发出的功能码时10H，可写多个寄存器的数据。 6x：是一个可读可写的设备类型，读取数据的时候，发出的功能码也是03H，与4x不同之处在于写数据的时候发出的功能码时06H，即写单个寄存器的数据。 三、变频器参数设置： F0-02 命令源选择为：通讯命令通道（1正转运行、2反转运行、3正转点动、4反转点动、5自由停车、6减速停机）； F0-03 主频率源选择为：通讯给定； F0-28 串口通讯协议选择：MODBUS 协议； Fd-00 通讯波特率：9600 BPS； Fd-01 MODBUS 数据格式：偶校检（8-E-1）； Fd-02 本机地址：1 Fc-00—Fc-15 1到16段多段速运行速度
你找一个MODBUS的协议详细资料好好看看，就是一种通讯约定，你按照它规定的格式通讯就可以了 协议发送给询问方。Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP 模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。另外，Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后（如故障或关机），Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。下面我来简单的给大家介绍一下，对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说，其中TCP 和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。所以在这里我仅介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。下表是ASCII协议和RTU协议进行的比较：协议开始标记结束标记校验传输效率程序处理 ASCII :（冒号）CR,LF LRC 低直观，简单，易调试 RTU 无无CRC 高不直观，稍复杂 通过比较可以看到，ASCII协议和RTU协议相比拥有开始和结束标记，因此在进行程序处理时能更加方便，而且由于传输的都是可见的ASCII字符，所以进行调试时就更加的直观，另外它的LRC校验也比较容易。但是因为它传输的都是可见的ASCII字符，RTU传输的数据每一个字节ASCII都要用两个字节来传输，比如RTU传输一个十六进制数0xF9,ASCII 就需要传输’F’’9’的ASCII码0x39和0x46两个字节，这样它的传输的效率就比较低。所以一般来说，如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议，如果所需传输的数据量比较大，最好能使用RTU协议。 下面对两种协议的校验进行一下介绍。 1、LRC校验 LRC域是一个包含一个8位二进制值的字节。LRC值由传输设备来计算并放到消息帧中，接收设备在接收消息的过程中计算LRC，并将它和接收到消息中LRC域中的值比较，如果两值不等，说明有错误。 LRC校验比较简单，它在ASCII协议中使用，检测了消息域中除开始的冒号及结束的回车换行号外的内容。它仅仅是把每一个需要传输的数据按字节叠加后取反加1即可。下面是它的VC代码： BYTE GetCheckCode(const char * pSendBuf, int nEnd)//获得校验码 {