【正文】 器 響應(yīng) 寄存器 30009 中的數(shù)據(jù)用 000AH 2 個字節(jié) (或用十進制 10)表示 Modbus Protocol PIMBUS300 16 05 強制單個線圈 說明 強制單個線圈 (0X類型 )為 ON 或 OFF 狀態(tài)。 對 984X8X 型控制器 (如 984685等 )，掃描數(shù)據(jù)的速率為每次 125 個寄存器，對其它型號的控制器為每次 32 個寄存器。 例：請求讀從機設(shè)備 17 中的 30009 寄存器。 例按查詢要求返回響應(yīng)。 對 984X8X 型控制器 (如 984685 等 )，掃描數(shù)據(jù)的速率為每次 125 個寄存器。輸入位 10218 為左數(shù)第 3位， 10213輸入位為 LSB，輸入位 1021810213 的狀態(tài)分別為 ONONOFFONOFFON，注意最位還有 2 個剩余位需填零。 RESPONSE Field Name Slave Address Function Byte Count Data (Inputs 1020410197) Data (Inputs 1021210205) Data (Inputs 1021810213) Error Check (LRC or CRC) Example (Hex) 11 02 03 AC DB 35 — 圖 13：讀輸入位狀態(tài)－響應(yīng)。說明了全部數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。 若 返回的輸入位數(shù)不是 8 的倍數(shù)，則在最后的數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余位直至字節(jié)的最高位全部填零。 0 = OFF，第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的 LSB 為查詢中的尋址地址，其他輸入口按順序在該字節(jié)中由低位向高位排列，直至 8 個位為止。 QUERY Field Name Slave Address Function Starting Address Hi Starting Address Lo No. of Points Hi No. of Roints Lo Error Check (LRC or CRC) Example (Hex) 11 02 00 C4 00 16 — 圖 12: 讀輸入位狀態(tài)－查詢。輸入起始地址為 0， 116 個輸入口的地址分別為 015。附錄 B 列出各種型號控制器所支持的最大參數(shù)量。 PIMBUS300 Modbus Protocol 13 02 讀輸入位狀態(tài) 說明 讀從機離散量輸入信號的 ON/OFF 狀態(tài)。位數(shù)據(jù)串行轉(zhuǎn)輸從低位到高位，即 20? 27， 28? 35。線圈從左 (27)向右 (20)狀態(tài)分別為 ONONOFFOFFONONOFFON，因此第一個字節(jié)中的線圈從左到右應(yīng)是 2720。 若返回的線圈數(shù)不是 8 的倍數(shù)，則在最后的數(shù)據(jù)字 節(jié)中的剩余位至字節(jié)的最高位全部填零，字節(jié)數(shù)區(qū)說明全部數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。 0=OFF。例：請求從機設(shè)備 17 讀 2056 線圈。附錄 B 列出由不同控制器型號支持最大的參數(shù)清單。 “ Y”表示支持“ N”表示不支持。 圖 9 示例說明了如何將讀寄存器值的請求嵌入到＋ Modbus 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀中。 由發(fā)送設(shè)備把從機地址轉(zhuǎn)換成 Modbus+路由地址， CRC 數(shù)據(jù)不在 Modbus 信息中發(fā)送，因為會在更高級的數(shù)據(jù)鏈路控制層 (HDLC)中進行 CRC 校驗。 QUERY Field Name Header Slave Address Function Starting Address Hi Starting Address Lo No. of Registers Hi No. of Registers Lo Error Check Trailer Example (Hex) 06 03 00 6B 00 03 Total Bytes: ASCII Characters :(colon) 06 03 00 6B 00 03 LRC (2 chars.) CR LF 17 RTU 8Bit Field None 0000 0110 0000 0011 0000 0000 0110 1011 0000 0000 0000 0011 CRC (16 bits) None 8 圖 8 說明“字節(jié)數(shù)”區(qū)在一個貢型響應(yīng)中的應(yīng)用。 8 個位為一個單位計算“字節(jié)數(shù)”，它忽略了信息幀用 (ASCII 或 RTU)組成的方法。 ASCII 方式時，字節(jié)數(shù)為數(shù)據(jù)中 ASCII 字符實際數(shù)的一半，每 4 個位的 16 進制值需要一個 ASCII 字符表示，因此在數(shù)據(jù)中應(yīng)由 2 個 ASCII 字符來表示一個 8 位的字節(jié)。 從機響應(yīng)返回該功能代碼，說明是正常響應(yīng)，字節(jié)數(shù)“ Byle count”中說明有多少個 8 位字節(jié)被返回。主機查詢是讀保持寄存器，被請求的從機地址是 06，讀取的數(shù)據(jù)來自地址從 40108至 40110 3 個保持寄有器。功能代碼區(qū)為保持寄存器類型規(guī)定的操作，因此，“ 4XXXX”是缺省的地址類型。 第二章 數(shù)據(jù)和控制功能 ? Modbus 功能代碼格式 ? Modbus 功能代碼總結(jié) PIMBUS300 Modbus Protocol 9 ? Modbus 功能代碼說明 Modbus Protocol PIMBUS300 10 功能代碼格式 數(shù)字值表達 若無特殊說明在此節(jié)文中用＋進制值表示，圖中的數(shù)據(jù)區(qū)則用十六進制表示。在梯形圖中， CKSM函數(shù)計算信息中 的 CRC 值。全部處理完信息中的數(shù)據(jù)字節(jié)后，最終得到的寄存器值為 CRC 值。 CRC 校驗時，每個 8 位數(shù)據(jù)與該寄存器的內(nèi)容進行異或運算，然后向最低有效位 (LSB)方向移位，用零填入最高有效位(MSB)后，再對 LSB 檢查，若 LSB=1，則寄存器與預(yù)置的固定值異或，若 LSB=0，不作異或運算。接收設(shè)備在接收信息過程中再次計算 CRC值并與 CRC的實際值進行比較，若二者不一致，亦產(chǎn)生一個錯誤，校驗開始時，把 16位寄存器的各位都置為“ 1”，然后把信息中的相鄰 2 個 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)放到當(dāng)前寄存器中處理，只有每個字符的 8 位數(shù)據(jù)用于 CRC處理。 CRC 碼為 2 個字節(jié)， 16 位的二進制值。 錯誤校驗方法 CRC 校驗 RTU 方式時，采用 CRC 方法計算錯誤校驗碼， CRC校驗傳送的全部數(shù)據(jù)。 在梯形圖中， CKSM 函數(shù)可計算數(shù)據(jù)信息中 LRC 的校驗。接收設(shè)備在接收信息時計算 LRC校驗碼。它忽略了單個字符數(shù)據(jù)的奇偶校驗的方法。若無奇偶校驗方式時，傳輸中不作實際的校驗，應(yīng)附加一個停止位。 注意：奇偶校驗只能檢測到數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中丟失奇數(shù)“位”時才產(chǎn)生的錯誤。 發(fā)送信息時，計算奇偶位，并加到數(shù)據(jù)幀中，接收設(shè)備統(tǒng)計位值為“ 1”的數(shù)量，若與該設(shè)備要求的不一致時產(chǎn)生一個錯誤。并根據(jù)“ 1”的位數(shù)值 (奇數(shù)或偶數(shù) )來設(shè)定為“ 0”或“ 1” 如一個 RTU 數(shù)據(jù)幀中 8 位數(shù)據(jù)位為： 1100 0101 在該幀中，值為“ 1”的總位數(shù)為 4，即偶數(shù)。 奇偶校驗 用戶可設(shè)置奇偶校驗或無校驗，以此決定每個字符發(fā)送時的奇偶校驗位的狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)送錯誤時，網(wǎng)絡(luò)中的通訊協(xié)議通知發(fā)送設(shè)備有錯誤出現(xiàn)，并允許根據(jù)設(shè)置的情況，重試或放棄信息發(fā)送。 在 MAP 或 Modbus+等其它網(wǎng)駱上使用時，采用比 Modbus 更高一級的數(shù)據(jù)幀校驗方法。此時，主機會產(chǎn)生一個超時信息，并允許主機程序處理該錯誤信號。若主機檢測到傳輸錯誤時，則傳輸?shù)男畔o效。 無奇偶校驗 帶奇偶校驗 無奇偶校驗 帶奇偶校驗 Modbus Protocol PIMBUS300 8 主機可由用戶設(shè)置的一個預(yù)定時間間隔，確定是否放棄傳送信息。 串行傳送信息 在標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 上傳送的信息中，每個字符或字節(jié)，按由左向右的次序傳送： 最低有效位：（ LSB）最高有效位：（ MSB） ASCII 數(shù)據(jù)幀位序： 圖 5 ASCII 位序 RTU 數(shù)據(jù)幀位序 : 圖 6 RTU 位序 錯誤校驗方法 標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 串行通訊網(wǎng)絡(luò)采用兩種錯誤校驗方法，奇偶校驗 (奇或偶 )可用于校驗每一個字符，信息幀校驗 (LRC 或CRC)適用整個信息的校驗，字符校驗和信息幀校驗均由主機設(shè)備產(chǎn)生，并在傳送前加到信息中去。錯誤校驗值是對信息內(nèi)容執(zhí)行 CRC 校驗結(jié)果。校驗時，起始符為（：）冒號結(jié)束符為 CRLF 字符。 信息幀 錯誤校驗 標(biāo)準(zhǔn) Modbus 總線，有兩類錯誤檢查方法，錯誤檢查區(qū)的內(nèi)容按使用的錯誤檢查方法填寫。 數(shù)據(jù)區(qū)的長度可為“零”以表示某類信息，如，主機要求 從機響應(yīng)它的通訊事件記錄（功能代碼 OBH）。該數(shù)據(jù)區(qū)規(guī)定了要寫入寄存區(qū)的起始地址，寄存器的數(shù)量，數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，以及要寫入到寄存器的數(shù)據(jù)。 舉例說明，若主機請求從機讀一組寄存器（功能代碼 03），該數(shù)據(jù)規(guī)定了寄存器的起始地址，以及寄存器的數(shù)量。 數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容 數(shù)據(jù)區(qū)有 2 個 16 進制的數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)范圍為 00FF(16 進制 )，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)串行傳輸?shù)姆绞?，?shù)據(jù)區(qū)可由一對 ASCII 字符組成或由一個 RTU 字符組成。發(fā)現(xiàn)錯時，則返回一個不正常響信息： 1000 0011(十六進制 83) 從機對功能代碼作為了修改，此外，還把一個特殊碼放入響應(yīng)信息的數(shù)據(jù)區(qū)中，告訴主機出現(xiàn)的錯誤類型和不正常響應(yīng)的原因。當(dāng)從機響應(yīng)主機時，功能代碼可說明從機正常響應(yīng)或出現(xiàn)錯誤 (即不正常響應(yīng) )，正常響應(yīng)時，從句簡單返回原始功能代碼；不正常響應(yīng)時，從機返回與原始代碼相等效的一個碼，并把最高有效位設(shè)定為“ 1”。 當(dāng)主機向從句發(fā)送信息時，功能代碼向從機說明應(yīng)執(zhí)行的動作。有效碼范圍 1225(十進制 )，其中有些代碼適用全部型號的 Modicon 控制器，而有些代碼僅適用于某些型號的控制器。如 Modbus+使用令牌循環(huán)，自動更新共享的數(shù)據(jù)庫。 地址 0 為于廣播地址，所有從機均能識別。主機把從機地址放入信息幀的地址區(qū)，并向從機尋址。是因為合并信息的CRC 校驗碼無效而產(chǎn)生的錯誤。 同樣一個信息后，立即發(fā)送的一個新信息，（若無 3。 整 個信息必須連續(xù)發(fā)送。當(dāng)接收第一個地址數(shù)據(jù)時，每臺設(shè)備立即對它解碼，以決定是否是自己的地址。 各個區(qū)允許發(fā)送的字符均為 16 進制的 09,AF。 RTU 幀 RTU 模式中，信息開始至少需要有 個字符的靜止時間，依據(jù)使用的波特率，很容易計算這個靜止的時間 (如下圖中的 T1T2T3T4)。 字符之間的最大間隔為 1S,若大于 1S，則接收設(shè)備認(rèn)為出現(xiàn)了一個錯誤。 對其它的區(qū)，允許發(fā)送的字符為 16進制字符 09,AF。 對 MAP 或 Modbus+協(xié)議可對信息幀的起始和結(jié)束點標(biāo)記進行處理，也可管理發(fā)送至目的地的信息，此時，信息傳輸中Modbus數(shù)據(jù)幀內(nèi)的目的地址已無關(guān)緊要，因為 Modbus+地址已由發(fā)送者或它的網(wǎng)絡(luò)適配器把它轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址和路由。停止位 2 位 (無校驗 ) 帶校驗時 1 位停止位；無校驗時 2 位停止位 錯誤校驗區(qū)：循環(huán)冗余校驗 (CRC) Modbus 信息幀 何論是 ASCII 模式還是 RTU 模式， Modbus 信息以幀的方式傳輸，每幀有確定的起始點和結(jié)束點，使接收設(shè)備在信息的起點開始讀地址，并確定要尋址的設(shè)備 (廣播時對全部設(shè)備 )，以及信息傳輸?shù)慕Y(jié)束時間。 ASCII 碼每一個字節(jié)的格式： 編碼系統(tǒng)： 16 進制， ASCII 字符 09,AF 1 個 16 進制 數(shù)據(jù)位： 1 起始位 7 位數(shù)據(jù)，低位先送 奇 /偶校驗時 1 位；無奇偶校驗時 0 位 （ LRC） 1 位帶校驗 1 停止位；無校驗 2 止位 錯誤校驗區(qū)： 縱向冗余校驗 RTU 模式 控制器以 RTU模式在 Modbus 總線上進行通訊時，信息中的每 8 位字節(jié)分成 2 個 4 位 16 進制的字符，該模式的主要優(yōu)點是在相同波特率下其傳輸?shù)淖址拿芏雀哂?ASCII 模式，每個信息必須連續(xù)傳輸。 如在 MAP 和 Modbus+總線上時， Modbus 信息以幀的方式出現(xiàn)，并與串行傳輸無關(guān)，如請求讀保持寄存器可以在 Modbus+上的兩個控制器之間處理，而與使用的控制器的 Modbus 端口無關(guān)。 選擇 ASCII 或 RTU 模式用于標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 總線。 在配置每臺控制器時，用戶須選擇通訊模式以及串行口的通訊參數(shù)。并在數(shù)據(jù)字節(jié)中含有一個代碼，來說明錯誤，錯誤檢查區(qū)允許主機確認(rèn)有效的信息內(nèi)容。 響應(yīng)： 從機正常響應(yīng)時，響應(yīng)功能碼是查詢功能碼的應(yīng)答，數(shù)據(jù)字節(jié)包含從機采集的數(shù)據(jù)，如寄存器值或狀態(tài)。并用寄存器的內(nèi)容作響應(yīng)。 查詢響應(yīng)周期： 圖 2：主從查詢響應(yīng)周期 查詢