【正文】 2． 功能碼定義 客戶所請求的服務和服務器所提供的服務均通過功能碼 (Function Code)標識。這當中的第 1 幀即為地址幀。 軟件實現(xiàn) 軟件實現(xiàn)時包括：初始化關鍵字，包括波特率設置，數(shù)據(jù)位數(shù)，停止位數(shù)，奇偶校驗模式等，總線上所有的 master 及 slave 的以上設置應完全一致。 (2)主節(jié)點根據(jù)實際需要達到的目的選擇合適的功能，將其對應的功能代碼保存在 ADU 的功能代碼域，把必要的參數(shù)和子功能代碼保存在數(shù)據(jù)域中，并將傳輸標志、協(xié)議標志、數(shù)據(jù)長度等存放在標志域中，從而組成一個完整的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到從節(jié)點。 Modbus 的信息幀包括站點、字節(jié)長度、功能碼、操作地址、操作數(shù)據(jù)、 CRC 校驗值等。 電纜選擇可以根據(jù)所選擇的傳輸通道及距離來確定，這里選用的是帶屏蔽的雙絞電纜。當在其他網(wǎng)絡上傳輸時，包含了 Modbus 協(xié)議的消息轉換為在此網(wǎng)絡上使用的幀或包結構。除此之外， 422 口也為標準串行數(shù)據(jù)接口，表 31 列出了他們之間的主要差別。服務器是系統(tǒng)的外擴部分，可以選用。 Modbus 現(xiàn)場總線將現(xiàn)場變送器和檢測站連接成一個測控網(wǎng)絡，實現(xiàn)電火花加工的監(jiān)測計量與管理。 這幾層的工作主要包括： (1) 最底層為數(shù)據(jù)采集層，需要從現(xiàn)場采集實時的數(shù)據(jù)，比如油溫，油面高度等。一般來說，總線系統(tǒng)主要包括變送器，總線和檢測站。 現(xiàn)場總線是應用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機化測量控制設備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式，數(shù)字化，多點通信的底 層控制網(wǎng)絡。 5注意此命令一條只能下置一個模擬量的狀態(tài)。 2命令號 :寫模擬量的命令號固定為 06。例子中返回的值分別是 555， 0，100。 設備響應： [設備地址 ] [命令號 03] [返回的字節(jié)個數(shù) ][數(shù)據(jù) 1][數(shù)據(jù) 2]...[數(shù)據(jù)n][CRC校驗的低 8位 ] [CRC校驗的高 8位 ] 例： [11][03][06][02][2B][00][00][00][64][CRC低 ][CRC高 ] 意義如下： 1設備地址和命令號和上面的相同。比如例子中的起始地址為 107。 設備響應：如果成功把計算機發(fā)送的命令原樣返回，否則不響應。 4下置的數(shù)據(jù)高 8位，低 8位：表明需要下置的開關量的狀態(tài)。 讀只可讀數(shù)字量寄存器（輸入狀態(tài)）： 和讀取線圈狀態(tài)類似，只是第二個字節(jié)的命令號不再是 1而 是 2。 2返回的字節(jié)個 數(shù)：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù)，也就是數(shù)據(jù) 1， 2...n中的 n的值。 5CRC校驗：是從開頭一直校驗到此之前。 3起始地址高 8位、低 8位：表示想讀取的開關量的起始地址 (起始地址為 0)。如果某項事務處理完成，記錄會給出有關錯誤 13 編程（ 184/384 484 584） 可使主機模擬編程器功能修改 PC從機邏輯 14 探詢（ 184/384 484 584） 可使主機與正在執(zhí)行任務的從機通信，定期控詢該從機是否已完成其程序操作，僅在含有功能 13的報文發(fā)送后，本功能碼才得發(fā)送 15 強置多線圈 強置一串連續(xù)邏輯線圈的通斷 16 預置多寄存器 把具體的二進制值裝入一串連續(xù)的保持寄 存器 17 報告從機標識 可使主機判斷編址從機的類型及該從機運行指示燈的狀態(tài) 18 （ 884和 MICRO 84） 可使主機模擬編程功能，修改 PC狀態(tài)邏輯 19 重置通信鏈路 發(fā)生非可修改錯誤后，是從機復位于已知狀態(tài)，可重置順序字節(jié) 20 讀取通用參數(shù)（ 584L） 顯示擴展存儲器文件中的數(shù)據(jù)信息 21 寫入通用參數(shù)（ 584L） 把通用參數(shù)寫入擴展存儲文件，或修改之 22～ 64 保留作擴展功能備用 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 用于異常應答 在這些功能碼中較長使用的是 6號功能碼，使用它們即可實現(xiàn)對下位機的數(shù)字量和模擬量的讀寫操作。其系統(tǒng)結構既包括硬件、亦包括軟件。 把生成的命令串的每一個字節(jié)轉化成對應的兩個字節(jié)的 ASCII碼，比如 0x03轉化成 0x30,0x33（ 0的 ASCII碼和 3的 ASCII碼）。 } return (uchCRCHi 8 | uchCRCLo) 。 /* 低 CRC 字節(jié)初始化 */ unsigned uIndex 。 CRC簡單函數(shù)如下： unsigned short CRC16(puchMsg, usDataLen) unsigned char *puchMsg 。整個過程要重復 8 次。 CRC 是先調(diào)入一值是全 1的 16 位寄存器，然后調(diào)用一過程將消息中連續(xù)的 8 位字節(jié)各當前寄存器中的值進行處理。 CRC 域檢測了整個消息的內(nèi)容。 /* LRC 要處理的字節(jié)的數(shù)量 */ { unsigned char uchLRC = 0 。 LRC 值由傳輸設備來計算并放到消息幀中，接收設備在接收消息的過程中計算 LRC，并將它和接收到消息中 LRC 域中的值比較，如果兩值不等，說明有錯誤。代替一附加的停止位填充至要傳輸?shù)淖址麕?。例如 RTU 字符幀中包含以下 8 個數(shù)據(jù)位： 1 1 0 0 0 1 0 1 整個 1的數(shù)目是 4 個。發(fā)往不存在的從設備的地址也會產(chǎn)生超時。它們都是在消息發(fā)送前由主設備產(chǎn)生的，從設備在接收過程中檢測每個字符和整個消息幀。但是因為它傳輸?shù)亩际强梢姷?ASCII字符， RTU 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)每一個字節(jié) ASCII 都要用兩個字節(jié)來傳輸，比如 RTU 傳輸一個十六進制數(shù) 0xF9， ASCII 就需要傳輸“ F”“ 9”的 ASCII 碼 0x39 和 0x46 兩個字節(jié)，這樣它的傳輸?shù)男示捅容^低。 CRC 域附加在消息的最后，添加時先是低字節(jié)然后是高字節(jié)。這是使用 LRC（縱向冗長檢測）方法對消息內(nèi)容計算得出的，不包括開始的冒號符及回車換行符。例如，主設備要求從設備回 應通信事件記錄（功能代碼 0B 十六進制），從設備不需任何附加的信息 。如果主設備寫一組從設備的寄存器（功能代碼 10 十六進制），數(shù)據(jù)域則指明了要寫的起始寄存器以及要寫的寄存器數(shù)量，數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，要寫入寄存器的數(shù)據(jù)。根據(jù)網(wǎng)絡傳輸模式，這可以是由一對 ASCII 字符組成或由一 RTU 字符組成。例如：一從主設備發(fā)往從設備的消息要求讀一組保持寄存器，將產(chǎn)生如下功能代碼 ： 0 0 0 0 0 0 1 1 （十六進制 03H） 對正?；貞?，從設備僅回應同樣的功能代碼。例如去讀取輸入的開關狀態(tài)，讀一組寄存器的數(shù)據(jù)內(nèi)容，讀從設備的診斷狀態(tài)，允許調(diào)入、記錄、校驗在從設備中的程序等。 如何處理功能域 消息幀中的功能代碼域包含了兩個字符（ ASCII）或 8Bits（ RTU）。主設備通過將要聯(lián)絡的從設備的地址放入消息中 的地址域來選通從設備。這將導致一個錯誤，因為在最后的 CRC 域的值不可能是正確的。一個新的消息可在此停頓后開始?？梢允褂玫膫鬏斪址鞘M制的 0...9,A...F。消息中字符間發(fā)送的時間間隔最長不能超過 1 秒，否則接收的設備將認為傳輸錯誤。部分的消息也能偵測到并且錯誤能設置為返回結果。 東北石油大學秦皇島分校專 科生畢業(yè)設計（論文） 10 第二章 Modbus 通訊協(xié)議的格式 控制器能設置為兩種傳輸模式（ ASCII 或 RTU）中的任何一種在標準的 Modbus網(wǎng)絡通信。 RS485 可以采用二線與四線方式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信，參見圖 。終接電阻接在傳輸電纜的最遠端。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。接收器輸入阻抗為 4k，故發(fā)端最大負載能力是 104k+100Ω（終接電阻）。實際上還有一根信號地線，共 5 根線。接收器接收平衡線上的電平范圍通常在 200mV 至 6V 之間。另有一個信號地 C，在 RS485 中還有一 “ 使能 ”端，而在 RS422 中這是可用可不用的。所以 RS232 適合本地設備之間的通信。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為 TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結束，線上電平從 TTL 電平到 RS232 電平再返回 TTL 電平。 RS232 串行接口標準 目前 RS232 是 PC 機與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口。 接口方式 RS48 422 或 RS232 接口：異步，半雙工。 2 回應 如果從設備產(chǎn)生一種正常的回應， 在回應消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應。 查詢 — 回應周期 圖 主 — 從查詢回應周期表 1 查詢 查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設備要執(zhí)行何種功能，數(shù)據(jù)段包含了從設備要執(zhí)行功能的任何附加信息。提供的多個內(nèi)部通道可允許同時發(fā)生的傳輸進程。 從設備回應消息也由 Modbus 協(xié)議構 成，包括確認要行動的域、任何要返回的數(shù)據(jù)和錯誤檢測域。典型的從設備：可編程控制器。控制器能直接或經(jīng)由 Modem 組網(wǎng)。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用 Modbus 協(xié)議發(fā)出。 此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡進行通信的。 關于 Modbus 協(xié)議 Modbus 協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。 Modbus— IDA 正參與制造和過程自動化環(huán)境的數(shù)字化通訊方面的定義，目前己提交了基于 TCP/IP 的Modbus 和 RTPS（ Real— time Publish/Subscribe：實時數(shù)據(jù)的發(fā)布與訂閱）協(xié)議，作為 IEC 的 PAS（ Publicly Available Specification：公共可用規(guī)范）。 Modbus— IDA 將提供基礎平臺，使用戶能得到和共享協(xié)議、應用和認證信息，終極降低使用的本錢。除此之外，施耐德的以太網(wǎng)解決方案 TCP/IP 以太網(wǎng)還為用戶提供了更多的服務，如：I/O 掃描、全局數(shù)據(jù)、故障設備替換、網(wǎng)絡治理、電子郵件報警、時鐘同步等功能，為用戶帶來更多的附加值。這說明： ModbusTCP 是標準的、開放的、免費的通訊協(xié)議，這也秉承了施耐德公司的一貫做法，為用戶提供了新的選擇。多年的實踐表明： Modbus＋仍然是最好的產(chǎn)業(yè)實時網(wǎng)絡之一。用戶和廠商可以通過 ww． Modbus— IDA． 網(wǎng)站和其他網(wǎng)站，下載各種語言的樣例程序、控件、以及各種 Modbus 工具軟件，更好地使用 Modbus。 2． Modbus 是面向消息的協(xié)議，可以支持多種電氣接口，如： RS23 RS42RS485 等，還可以在多種介質(zhì)上傳送，如：雙絞線、光纜、無線射頻等。 Modbus 是全球第一個真正用于產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議，據(jù)不完全統(tǒng)計：截至到 2020中， Modbus 的節(jié)點安裝數(shù)目已經(jīng)超過了 800 萬個，而且 75%的產(chǎn)品為非施耐德產(chǎn)品，安裝的地區(qū)遍及世界各地，可見其普及的程度，已經(jīng)成為了事實上的協(xié)議標準。比較好的方法就是個站點都采用標準協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊，而不必為每一種協(xié)議都開發(fā)一個通訊接口。但是，對于工控而言，各個站點是不能孤立的，它們必須相互配合、協(xié)調(diào)才能保證生產(chǎn)的連續(xù)正常進行，這就需要個站點能互相通信。但傳統(tǒng)的工業(yè)系統(tǒng)控制軟件存在著一些問題。 27 致謝 23 軟件實現(xiàn) 23 通信過程 23 協(xié)議內(nèi)容 211 應用背景 211 基于 Modbus 協(xié)議的電火花控制系統(tǒng) 14 Modbus RTU 支持的功能碼 14 CRC 檢測 14 LRC 檢測 14 奇偶校驗 13 錯誤檢測方法 10 RTU 模式 10 ASCII 模式與 RTU 模式 4 接口方式 3 在 Modbus 網(wǎng)絡上傳輸 2 關于 Modbus 協(xié)議 有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)控。 Modbus協(xié)議如今是應用于電子控制器上的一種通用語言，當在網(wǎng)絡