Modbus-RTU協(xié)議解析

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

▲1 MODBUS-RTU的通訊格式

RS485接口在工業(yè)自動(dòng)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M(jìn)ODBUS TCP/IP協(xié)議，也可以走M(jìn)ODBUS-RTU協(xié)議，通訊距離可達(dá)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(chǎng)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(jī)地址；2)功能碼；3)數(shù)據(jù)；4)校驗(yàn)碼。采用一問(wèn)一答式通訊方式，主機(jī)定時(shí)查詢從機(jī)狀態(tài)，從機(jī)收到主機(jī)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(gè)寄存器、16預(yù)置多個(gè)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(jī)的命令格式為：

01 03 00 04 00 02 85 CA，從機(jī)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(jī)要讀取01號(hào)地址的從設(shè)備的寄存器內(nèi)容，讀取從00 04寄存器開(kāi)始往后2個(gè)寄存器的內(nèi)容，即00 04和00 05寄存器中的內(nèi)容。從機(jī)收到命令后，將這兩個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)，每個(gè)寄存器存放兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，兩個(gè)寄存器共存放4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，所以返回?cái)?shù)據(jù)字節(jié)的個(gè)數(shù)為4個(gè)。

▲ 3 06功能碼舉例解析

06功能碼是用來(lái)寫(xiě)從機(jī)寄存器的內(nèi)容的，比如主機(jī)向改寫(xiě)從機(jī)其中一個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)，就可以通過(guò)06功能碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)如下：

01 06 00 00 00 0A 09 CD，從機(jī)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(jī)要將01號(hào)從機(jī)的00 00寄存器寫(xiě)入兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為00 0A。寫(xiě)入成功后，從機(jī)返回該寄存器的狀態(tài)。

06功能碼只要改寫(xiě)一個(gè)寄存器的內(nèi)容，如果要改寫(xiě)多個(gè)寄存器的內(nèi)容需要用到16預(yù)置多個(gè)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(rèn)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(yàn)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(tái)設(shè)備在通訊時(shí)，通訊波特率必須一致，否則通訊無(wú)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(yàn)方式有奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)和無(wú)校驗(yàn)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(shí)，不需要實(shí)現(xiàn)所有的功能碼，只需要實(shí)現(xiàn)常用的幾個(gè)功能碼就可以，如上述所描述的03，06，16等