Modbus-RTU協(xié)議解析

Modbus-RTU協(xié)議是主從交互式協(xié)議，即主機輪詢、從機應(yīng)答。在工控自動化、樓宇自動化行業(yè)中應(yīng)用廣泛。該協(xié)議的報文結(jié)構(gòu)主要由地址、功能碼、寄存器、數(shù)據(jù)、校驗碼等構(gòu)成。下面和大家分享一下Modbus-RTU的基本知識。

▲1 MODBUS-RTU的通訊格式

RS485接口在工業(yè)自動化中應(yīng)用非常廣泛，該接口為雙總線通信方式，只有RSA和RSB兩根線，可以走MODBUS TCP/IP協(xié)議，也可以走MODBUS-RTU協(xié)議，通訊距離可達數(shù)公里，是一種標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，而MODBUS-RTU是工業(yè)現(xiàn)場一種標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，大多數(shù)的PLC和組態(tài)屏都支持該通訊協(xié)議。

其數(shù)據(jù)格式是由如下幾部分構(gòu)成的：1)從機地址；2)功能碼；3)數(shù)據(jù)；4)校驗碼。采用一問一答式通訊方式，主機定時查詢從機狀態(tài)，從機收到主機的輪詢命令后回復(fù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。常用的功能碼有01讀線圈狀態(tài)、03讀保持寄存器、06預(yù)置單個寄存器、16預(yù)置多個寄存器等。

 

▲203功能碼舉例解析

以03功能碼為例，介紹一條具體的數(shù)據(jù)格式，主機的命令格式為：

01 03 00 04 00 02 85 CA，從機回復(fù)的數(shù)據(jù)格式為：

01 03 04 00 00 00 00 FA 33。如下圖所示。

 

該條命令的含義為：

主機要讀取01號地址的從設(shè)備的寄存器內(nèi)容，讀取從00 04寄存器開始往后2個寄存器的內(nèi)容，即00 04和00 05寄存器中的內(nèi)容。從機收到命令后，將這兩個寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機，每個寄存器存放兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)，兩個寄存器共存放4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，所以返回數(shù)據(jù)字節(jié)的個數(shù)為4個。

▲ 3 06功能碼舉例解析

06功能碼是用來寫從機寄存器的內(nèi)容的，比如主機向改寫從機其中一個寄存器的數(shù)據(jù)，就可以通過06功能碼來實現(xiàn)。主機發(fā)送的數(shù)據(jù)如下：

01 06 00 00 00 0A 09 CD，從機返回的數(shù)據(jù)如下：

01 06 00 00 00 0A 09 CD。如下圖所示。

 

該數(shù)據(jù)所代表的含義為：主機要將01號從機的00 00寄存器寫入兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為00 0A。寫入成功后，從機返回該寄存器的狀態(tài)。

06功能碼只要改寫一個寄存器的內(nèi)容，如果要改寫多個寄存器的內(nèi)容需要用到16預(yù)置多個寄存器功能碼。

▲4 常用的通信參數(shù)

Modbus在通訊之前，先要確認通信參數(shù)，這些通信參數(shù)包括：1)波特率；2)數(shù)據(jù)位數(shù)；3)停止位4)校驗方式等。

波特率是指每秒所傳送的數(shù)據(jù)的位數(shù)，數(shù)值越大通信速度越快，常用的波特率有4800、9600、19200、115200等，兩臺設(shè)備在通訊時，通訊波特率必須一致，否則通訊無法建立。

數(shù)據(jù)位數(shù)，一般為8位。停止位有1位，2位等，校驗方式有奇校驗、偶校驗和無校驗等。

 

Modbus-RTU是工控行業(yè)應(yīng)用廣泛的通訊協(xié)議，主流PLC都支持該協(xié)議，在編程時，不需要實現(xiàn)所有的功能碼，只需要實現(xiàn)常用的幾個功能碼就可以，如上述所描述的03，06，16等