modbus协议.pdf
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1、实用文档.MODBUS 规约中文说明书1 MODBUS 规约MODBUS 规约是 MODICOM 公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约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 Modbus 网络上通信时,此
2、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。标准的 Modbus 口是使用RS-232C 兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem 组网。控制器通信使用主从技术,即仅设备(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做出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典
3、型的从设备:可编程控制器。主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus 协议建立了主设备查询的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。从设备回应消息也由Modbus 协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。在其它网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中,控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多
4、个内部通道可允许同时发生的传输进程。在消息位,Modbus 协议仍提供了主从原则,尽管网络通信方法是“对等”。如果控制器发送消息,它只是作为主设备,并期望从从设备得到回应。同样,当控制器接收到消息,它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。.主设备查询查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03 是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息:从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。.从设备回应实用文档.如果从设备产生正常的回应,在回应消息中
5、的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据:像寄存器值或状态。如果有错误发生,功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的,同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。每个 MODBUS 帧都包括 地址域功能域数据域 错误检测域1 RTU 方式地址功能代码数 据数量数据 1.数 据nCRC 高字节CRC 低 字节地址域功能域数据域错误检测域帧定界 :MODBUS RTU方式下,每两个字符之间发送或者接收的时间间隔不能超过 1.5 倍 字符传输时间。如果两个字符时间间隔超过了3.5 倍的字符传输时间,规约就认为一帧数据已经接收,新的一
6、帧数据传输开始。1 ASCII 方式ASCII 模式:地址功能代码数据数量数据 1.数据 n LRC高 字节LRC低字节回车换行地址域功能域数据域错误检测域帧定界:“:”帧起始“CR LF”帧结束 ASCII 方式用两个 ASCII 字符表示一个 8 位数据,比如 16 进制的 3A用字符“3”和字符“A”表示。实用文档.1 MODBUS TCP MODBUS TCP 模式下,由于模块的地址由IP 地址确定,所以不再有地址域内容,考虑到TCP 网络是可靠的数据传输网络,故不再有校验数据。但是考虑到在 IP 网上数据到达的顺序可能与我们预期的数据不一致,故增加了一个数据序号,考虑到在 MODBU
7、S TCP 协议上承载 MODBUS 协议,还在头部数据中增加了一个地址域。1 MODBUS TCP/MODBUS 桥STC-511 可以用于MODBUS TCP 到 MODBUS 的桥设备使用,作为MODBUS 桥设备时,需要在地址域上加上地址,另外对应的串口需要设置为MODBUS 主设备。由于存在两个串口设备,地址域的最高位MSB=1 则访问串口2,MSB=0 则访问串口 1。地址域广播地址是把低7 位全部置为1,在发送到MODBUS 总线时,地址修改为0。地址域为0 表示不访问MODBUS 串口设备。1 支持命令我们目前所支持的功能码非常有限,主要包括:01READ COIL STATU
8、S 02READ INPUT STATUS 03READ HOLDING REGISTERS 04READ INPUT REGISTERS 05FORCE SINGLE COIL 06PRESET SINGLE REGISTER 15FORCE MULTIPLE COILS 16FORCE MULTIPLE REGISTERS 20READ FILE RECORD 21WRITE FILE RECORD 24 READ FIFO QUEUE 1 读继电器状态功能码:01 数据起始地址:0000100008 数据长度:不大于08(因为只有 8 个输出继电器)实用文档.说明:读取输出继电器的状态。
9、数据说明:地址描述说明00001 第 1 个输出继电器1 吸合0 断开00002 第 2 个输出继电器1 吸合0 断开00003 第 3 个输出继电器1 吸合0 断开00004 第 4 个输出继电器1 吸合0 断开00005 第 5 个输出继电器1 吸合0 断开00006 第 6 个输出继电器1 吸合0 断开00007 第 7 个输出继电器1 吸合0 断开00008 第 8 个输出继电器1 吸合0 断开00009 第 9 个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开00010 第 10 个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开00011 第 11 个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开00012 第 12
10、个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开00013 第 13 个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开00014 第 14 个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开00015 第 15 个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开00016 第 16 个输出继电器(虚拟)1 吸合0 断开MODBUS 请求功能码1 BYTE 0X01 起始地址2 BYTE 0X0000 TO 0XFFFF 读取数量2 BYTE 1 TO 2000(0X7D0)MODBUS 响应功能码1 BYTE 0X01 字节计数1 BYTE N 线圈状态nBYTE n=N or N+1 N=读取数量/8 如果余数不为 0 则 N=N+1 错误
11、响应功能码1 BYTE 0X01+0X80 错误代码1 BYTE 0 x1 or 0 x2 or 0 x3 or 0 x4 举例实用文档.请求响应域名称数据(hex)域名称数据(hex)功能码01 功能码01 起始地址高(字节)00 字节计数03 起始地址低(字节)13 27(h)20 状态CD 读取数量高(字节)00 35(h)28 状态6B 读取数量低(字节)13 38(h)36 状态05 2 读开关量输入功能码:02 数据起始地址:1000011000016 数据长度:不大于16(因为只有 16 路输入)说明:读取输入开关量的状态。输入的量改变状态需要经过0.1S滤波抗干扰后才会变化。如
12、果用户想知道改变的时刻,需要读取系统的 FIFO 中的 SOE事件记录或者读取文件中的SOE记录。输入量的每次改变都会累积到该路对应的32位计数器上,对于计数,输入的最高频率可以是1KHz。数据说明:地址描述说明100001 第 1 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100002 第 2 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100003 第 3 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100004 第 4 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100005 第 5 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100006 第 6 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100007 第 7 路开关量状态0 没
13、有通电1 接通电源100008 第 8 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100009 第 9 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100010 第 10 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100011 第 11 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100012 第 12 路开关量状态0 没有通电1 接通电源实用文档.100013 第 13 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100014 第 14 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100015 第 15 路开关量状态0 没有通电1 接通电源100016 第 16 路开关量状态0 没有通电1 接通电源MODBUS 请求功能码1 BYTE
14、 0X02 起始地址2 BYTE 0X0000 TO 0XFFFF 读取数量2 BYTE 1 TO 2000(0X7D0)MODBUS 响应功能码1 BYTE 0X02 字节计数1 BYTE N 输入状态nBYTE n=N or N+1 N=读取数量/8 如果余数不为 0 则 N=N+1 错误 响应功能码1 BYTE 0X02+0X80 错误代码1 BYTE 0 x1 or 0 x2 or 0 x3 or 0 x4 举例请求响应域名称数据(hex)域名称数据(hex)功能码02 功能码02 起始地址高(字节)00 字节计数03 起始地址低(字节)C4 204(h)197 状态AC 读取数量高(
15、字节)00 212(h)205 状态DB 读取数量低(字节)16 218(h)213 状态35 3 读保持寄存器功能码:03 数据起始地址:400001400128 数据长度:不大于125(因为通信缓冲区的限制)说明:读取保持寄存器的值。读取的是 16位整数或者无符合整数。地址描述说明实用文档.400001 当日时间系统当日毫秒时钟低16 位400002 当日时间系统当日毫秒时钟高16 位400003 当日时间系统日期低 16 位400004 当日时间系统日期高 16 位400005 第 1 路开关量脉冲计数低 16 位计数400006 第 1 路开关量脉冲计数高 16 位计数400007 第
16、 2 路开关量脉冲计数低 16 位计数400008 第 2 路开关量脉冲计数高 16 位计数400009 第 3 路开关量脉冲计数低 16 位计数400010 第 3 路开关量脉冲计数高 16 位计数400011 第 4 路开关量脉冲计数低 16 位计数400012 第 4 路开关量脉冲计数高 16 位计数400013 第 5 路开关量脉冲计数低 16 位计数400014 第 5 路开关量脉冲计数高 16 位计数400015 第 6 路开关量脉冲计数低 16 位计数400016 第 6 路开关量脉冲计数高 16 位计数400017 第 7 路开关量脉冲计数低 16 位计数400018 第 7
17、路开关量脉冲计数高 16 位计数400019 第 8 路开关量脉冲计数低 16 位计数400020 第 8 路开关量脉冲计数高 16 位计数400021 第 9 路开关量脉冲计数低 16 位计数400022 第 9 路开关量脉冲计数高 16 位计数400023 第 10 路开关量脉冲计数低 16 位计数400024 第 10 路开关量脉冲计数高 16 位计数400025 第 11 路开关量脉冲计数低 16 位计数400026 第 11 路开关量脉冲计数高 16 位计数400027 第 12 路开关量脉冲计数低 16 位计数400028 第 12 路开关量脉冲计数高 16 位计数400029 第
18、 13 路开关量脉冲计数低 16 位计数400030 第 13 路开关量脉冲计数高 16 位计数400031 第 14 路开关量脉冲计数低 16 位计数400032 第 14 路开关量脉冲计数高 16 位计数400033 第 15 路开关量脉冲计数低 16 位计数400034 第 15 路开关量脉冲计数高 16 位计数实用文档.400035 第 16 路开关量脉冲计数低 16 位计数400036 第 16 路开关量脉冲计数高 16 位计数400037 直流量 1 系数第 1 路直流系数,系统调校400038 直流量 2 系数第 2 路直流系数,系统调校400039 直流量 3 系数第 3 路直
19、流系数,系统调校400040 直流量 4 系数第 4 路直流系数,系统调校400041 直流量 5 系数第 5 路直流系数,系统调校400042 直流量 6 系数第 6 路直流系数,系统调校400043 直流量 7 系数第 7 路直流系数,系统调校400044 直流量 8 系数第 8 路直流系数,系统调校400045 模拟量 1 输出第 1 路直流模拟量输出10000 对应满量程(10V 或 20mA)400046 模拟量 1 输出第 1 路直流模拟量输出10000 对应满量程(10V 或 20mA)400047 模拟量 1 输出系数系统调校400048 模拟量 2 输出系数系统调校40004
20、9 模拟量 1 输出偏移量400050 模拟量 2 输出偏移量400051 闸门时间0.05s为单位,用于各路频率测量40060 脉冲输出 1 的脉冲宽度单位 1ms 0 表示不输出40061 脉冲输出 2 的脉冲宽度单位 1ms 0 表示不输出40063 脉冲输出 1 的周期单位 1ms 0 表示单次脉冲输出40064 脉冲输出 2 的周期单位 1ms 0 表示单次脉冲输出保留40071 第 1 路模拟量定值报警输出继电器设置最高位(BIT15)表示该功能投入,BIT14 表示继电器动作性质0 表示报警后一直吸合1 表示报警后吸合设置时间后释放低 6 位为动作继电器编号,0 表示第 1 路,
21、40072 第 1 路模拟量定值报警模拟量的值实用文档.设置40073 第 2 路模拟量定值报警输出继电器设置同 40071 40074 第 2 路模拟量定值报警设置模拟量的值40075 第 3 路模拟量定值报警输出继电器设置同 40071 40076 第 3 路模拟量定值报警设置模拟量的值40077 第 4 路模拟量定值报警输出继电器设置同 40071 40078 第 4 路模拟量定值报警设置模拟量的值40079 第 5 路模拟量定值报警输出继电器设置同 40071 40080 第 5 路模拟量定值报警设置模拟量的值40081 第 6 路模拟量定值报警输出继电器设置同 40071 40082
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