【導(dǎo)讀】類型總線或網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間提供客戶機(jī)/服務(wù)器通信。目前，可以通過下列三種方式實(shí)現(xiàn)。Modbus通信：以太網(wǎng)上的TCP/IP；各種介質(zhì)（有線：EIA/TIA-232-F、EIA-422、作為中國國家標(biāo)準(zhǔn)的“基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范”在描述Modbus. 應(yīng)用協(xié)議的基礎(chǔ)上，提供了Modbus應(yīng)用協(xié)議在串行鏈路和TCP/IP上的實(shí)現(xiàn)指南。啟動(dòng)Modbus事務(wù)處理的客戶機(jī)創(chuàng)建ModbusPDU，其中的功能碼向服務(wù)器指示將。執(zhí)行哪種操作，功能碼后面是含有請(qǐng)求和響應(yīng)參數(shù)的數(shù)據(jù)域。串行鏈路上的Modbus幀當(dāng)Modbus應(yīng)用在TCP/IP上時(shí)，將使用一種專用報(bào)文頭。Modbus事務(wù)處理統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)Modbus串行鏈路、ModbusPLUS和Modbus. 改變通訊協(xié)議成為了可能。當(dāng)Modbus在TCP/IP上實(shí)施時(shí)，用戶還可以從IP路由功能。Modbus擁有著名的TCP端口502ModbusTCP/IP是唯一個(gè)被分配到互聯(lián)。經(jīng)得到普遍的認(rèn)可，很多制造商都開發(fā)了對(duì)ModbusTCP/IP連接的支持。在其它網(wǎng)絡(luò)上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)?；匾幌⒆鳛榛貞?yīng)，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應(yīng)。錯(cuò)誤消息并把它作為回應(yīng)發(fā)送出去。

　　

【正文】 報(bào)告從機(jī)標(biāo)識(shí) 可使主機(jī)判斷編址從機(jī)的類型及該從機(jī)運(yùn)行指示燈的狀態(tài) 18 （ 884 和 MICRO 84） 可使主機(jī)模擬編程功能，修改 PC 狀態(tài)邏輯 19 重置通信鏈路 發(fā)生非可修改錯(cuò)誤后，是從機(jī)復(fù)位于已知狀態(tài)，可重置順序字節(jié) 20 讀取通用參數(shù)（ 584L） 顯示擴(kuò)展存儲(chǔ)器文件中的數(shù)據(jù)信息 21 寫入通用參數(shù)（ 584L） 把通用參數(shù)寫入擴(kuò)展存儲(chǔ)文件，或修改之 22～ 64 保留作擴(kuò)展功能備用 65～ 72 保留以備用戶功能所用 留作用戶功能的擴(kuò)展編碼 73～ 119 非法功能 120～ 127 保留 留作內(nèi)部作用 128～ 255 保留 用于異常應(yīng)答 ModBus 網(wǎng)絡(luò)只是一個(gè)主機(jī)，所有 通信都由他發(fā)出。網(wǎng)絡(luò)可支持 247個(gè)之多的遠(yuǎn)程從屬控制器，但實(shí)際所支持的從機(jī)數(shù)要由所用通信設(shè)備決定。采用這個(gè)系統(tǒng)，各 PC 可以和中心主機(jī)交換信息而不影響各 PC執(zhí)行本身的控制任務(wù)。表 2 是 ModBus 各功能碼對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。 表 2 ModBus 功能碼與數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)表 代碼 功能 數(shù)據(jù)類型 01 讀 位 02 讀 位 03 讀 整型、字符型、狀態(tài)字、浮點(diǎn)型 04 讀 整型、狀態(tài)字、浮點(diǎn)型 05 寫 位 06 寫 整型、字符型、狀態(tài)字、 浮點(diǎn)型 08 N/A 重復(fù)“回路反饋”信息 15 寫 位 16 寫 整型、字符型、狀態(tài)字、浮點(diǎn)型 17 讀 字符型 （ 1） ModBus 的傳輸方式 在 ModBus系統(tǒng)中有 2種傳輸模式可選擇。這 2 種傳輸模式與從機(jī) PC通信的能力是同等的。選擇時(shí)應(yīng)視所用 ModBus 主機(jī)而定，每個(gè) ModBus系統(tǒng)只能使用一種模式，不允許 2 種模式混用。一種模式是 ASCII（美國信息交換碼），另一種模式是 RTU（遠(yuǎn)程終端設(shè)備）這兩種模式的定義見表 3 表 3 ASCII 和 RTU 傳輸模式的特性 特性 ASCII(7 位） RTU(8 位） 編碼系統(tǒng) 十六進(jìn)制（使用 ASCII 可打印字符： 0～ 9， A～ F) 二進(jìn)制 每一個(gè)字符的位數(shù) 開始位 1 位 1 位 數(shù)據(jù)位（最低有效位第一位） 7 位 8 位 奇偶校驗(yàn)（任選） 1 位（此位用于奇偶校驗(yàn)，無校應(yīng)則無該位） 1 位（此位用于奇偶校驗(yàn)，無校應(yīng)則無該位） 停止位 1 或 2 位 1 或 2 位 錯(cuò)誤校驗(yàn) LRC（即縱向冗余校驗(yàn)） CRC(即 循環(huán)冗余校驗(yàn)） ASCII 可打印字符便于故障檢測(cè)，而且對(duì)于用高級(jí)語言（如 Fortan）編程的主計(jì)算機(jī)及主 PC很適宜。 RTU 則適用于機(jī)器語言編程的計(jì)算機(jī)和 PC 主機(jī)。 用 RTU 模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是 8 位二進(jìn)制字符。如欲轉(zhuǎn)換為 ASCII 模式，則每個(gè) RTU字符首先應(yīng)分為高位和低位兩部分，這兩部分各含 4位，然后轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制等量值。用以構(gòu)成報(bào)文的 ASCII 字符都是十六進(jìn)制字符。 ASCII 模式使用的字符雖是 RTU 模式的兩倍，但 ASCII數(shù)據(jù)的譯瑪和處理更為容易一些，此外，用 RTU 模式時(shí)報(bào)文字符必須以連續(xù)數(shù)據(jù)流的形式傳送，用 ASCII 模式，字符之間可產(chǎn)生長(zhǎng)達(dá) 1s 的間隔，以適應(yīng)速度較快的機(jī)器。 表 4 給出了以 RTU 方式讀取整數(shù)據(jù)的例子 以 RTU 方式讀取整數(shù)據(jù)的例子 主機(jī)請(qǐng)求 地址 功能碼 第一個(gè)寄存器的高位地址 第一個(gè)寄存器的低位地址 寄存器的數(shù)量的高位 寄存器的數(shù)量的底位 錯(cuò)誤校驗(yàn) 01 03 00 38 00 01 XX 從機(jī)應(yīng)答 地址 功能碼 字節(jié)數(shù) 數(shù)據(jù)高字節(jié) 數(shù)據(jù)低字節(jié) 錯(cuò)誤校驗(yàn) 01 03 2 41 24 XX 十六進(jìn)制數(shù) 4124 表示的十進(jìn)制整數(shù)為 16676，錯(cuò)誤校驗(yàn)值要根據(jù)傳輸方式而定。 （ 2） ModBus 的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式 CRC16（循環(huán)冗余錯(cuò)誤校驗(yàn)） CRC16錯(cuò)誤校驗(yàn)程序如下：報(bào)文（此處只涉及數(shù)據(jù)位，不指起始位、停止位和任選的奇偶校驗(yàn)位）被看作是一個(gè)連續(xù)的二進(jìn)制，其最高有效位（ MSB）首選發(fā)送。報(bào)文先與 X↑ 16相乘（左移 16 位），然后看 X↑ 16+X↑ 15+X↑ 2+1 除， X↑ 16+X↑ 15+X↑ 2+1 可以表示為二進(jìn)制數(shù) 11000000000000101。整數(shù)商位忽略不記， 16 位余數(shù)加入 該報(bào)文（ MSB先發(fā)送），成為 2 個(gè) CRC 校驗(yàn)字節(jié)。余數(shù)中的 1 全部初始化，以免所有的零成為一條報(bào)文被接收。經(jīng)上述處理而含有 CRC 字節(jié)的報(bào)文，若無錯(cuò)誤，到接收設(shè)備后再被同一多項(xiàng)式（ X↑ 16+X↑15+X↑ 2+1）除，會(huì)得到一個(gè)零余數(shù)（接收設(shè)備核驗(yàn)這個(gè) CRC字節(jié)，并將其與被傳送的 CRC比較）。全部運(yùn)算以 2 為模（無進(jìn)位）。 習(xí)慣于成串發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備會(huì)首選送出字符的最右位（ LSB最低有效位）。而在生成 CRC情況下，發(fā)送首位應(yīng)是被除數(shù)的最高有效位 MSB。由于在運(yùn)算中不用進(jìn)位，為便于操作起見，計(jì)算 CRC 時(shí)設(shè) MSB 在最右位 。生成多項(xiàng)式的位序也必須反過來，以保持一致。多項(xiàng)式的 MSB 略去不記，因其只對(duì)商有影響而不影響余數(shù)。 生成 CRC16 校驗(yàn)字節(jié)的步驟如下： ①裝如一個(gè) 16 位寄存器，所有數(shù)位均為 1。 ②該 16 位寄存器的高位字節(jié)與開始 8位字節(jié)進(jìn)行“異或”運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果放入這個(gè) 16位寄存器。 ③把這個(gè) 16 寄存器向右移一位。 ④若向右（標(biāo)記位）移出的數(shù)位是 1，則生成多項(xiàng)式 1010000000000001 和這個(gè)寄存器進(jìn)行“異或”運(yùn)算；若向右移出的數(shù)位是 0，則返回③。 ⑤重復(fù)③和④，直至移出 8 位。 ⑥另外 8 位與該十六位寄存器進(jìn)行“異或” 運(yùn)算。 ⑦重復(fù)③ ~⑥，直至該報(bào)文所有字節(jié)均與 16 位寄存器進(jìn)行“異或”運(yùn)算，并移位 8 次。 ⑧這個(gè) 16 位寄存器的內(nèi)容即 2 字節(jié) CRC 錯(cuò)誤校驗(yàn)，被加到報(bào)文的最高有效位。 另外，在某些非 ModBus 通信協(xié)議中也經(jīng)常使用 CRC16 作為校驗(yàn)手段，而且產(chǎn)生了一些CRC16 的變種，他們是使用 CRC16 多項(xiàng)式 X↑ 16+X↑ 15+X↑ 2+1，單首次裝入的 16 位寄存器為 0000；使用 CRC16 的反序 X↑ 16+X↑ 14+X↑ 1+1，首次裝入寄存器值為 0000 或FFFFH。 LRC（縱向冗余錯(cuò)誤校驗(yàn)） LRC 錯(cuò)誤校驗(yàn)用于 ASCII 模式 。這個(gè)錯(cuò)誤校驗(yàn)是一個(gè) 8 位二進(jìn)制數(shù)，可作為 2 個(gè) ASCII 十六進(jìn)制字節(jié)傳送。把十六進(jìn)制字符轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，加上無循環(huán)進(jìn)位的二進(jìn)制字符和二進(jìn)制補(bǔ)碼結(jié)果生成 LRC 錯(cuò)誤校驗(yàn)（參見圖）。這個(gè) LRC在接收設(shè)備進(jìn)行核驗(yàn)，并與被傳送的 LRC進(jìn)行比較，冒號(hào)（：）、回車符號(hào)（ CR）、換行字符（ LF）和置入的其他任何非 ASCII 十六進(jìn)制字符在運(yùn)算時(shí)忽略不計(jì)。 表 5 LRC 生成范例－－讀取 02 號(hào)從機(jī)的前 8 個(gè)線圈 十六進(jìn)制 二進(jìn)制 地址 0 2 0000 0010 功能碼 0 1 0000 0001 起始地址高位 0 0 0000 0000 起始地址低位 0 0 0000 0000 單元數(shù)量 0 0 0000 0000 0 8 + 0000 1000 0000 1011 變成補(bǔ)碼 1111 0101 錯(cuò)誤校驗(yàn) F 5 F 5 接受 PC 把所有收到的數(shù)據(jù)字節(jié)（包括最后的 LRC）加在一起， 8 位應(yīng)全部為 0（注意：和可能超過 8 位，應(yīng)略去最低位） 0000 0010 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 錯(cuò)誤校驗(yàn) 1111 0101 和 0000 0000