1、Modbus 和Modbus/TCP协议基础介绍,Modbus是MODICON公司于1979年开发的一种通讯协议，是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出了基于以太网TCP/IP的Modbus协议ModbusTCP。Modbus协议是一项应用层报文传输协议，包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型，协议本身并没有定义物理层，只是定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管他们是经过何种网络进行通信的。标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网口。采用Master/Slave（主/从）方式通信。Modbus在2004年成为我国国家标准。,Modbu
2、s技术规范的关系,Modbus应用协议,Modbus是一种简单客户机/服务器应用协议客户机能够向服务器发送请求。服务器分析请求，处理请求，向客户机发送应答。,通用Modbus帧结构协议数据单元 (PDU),Modbus协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元（PDU），特定总线或网络上的Modbus协议映射能够在应用数据单元（ADU）上引入一些附加域。,Modbus协议在串行链路上的实现模型,主要是在RS485和RS232等物理接口上实现Modbus协议。在Modbus链路层上客户机的功能由主站提供而服务器的功能由从站实现。,Modbus主站-从站协议原理,Modbus串行链路协议是一
3、个主-从协议。在同一时刻，只有一个主节点连接与总线，一个或多个子节点（最大编号为247）连接于同一串行总线。Modbus通信由主节点发起，子节点在没有收到来自主节点的请求时，从不会发送数据。子节点之间互不通信。主节点在同一时刻只会发起一个Modbus事务处理。主节点以两种模式对子节点发送Modbus请求：广播、单播。,主站工作状态图,从站工作状态图,串行链路上的Modbus地址规则,Modbus寻址空间有256个不同地址地址0为广播地址Modbus主节点没有地址，子节点必须有一个唯一的地址,串行链路上的Modbus帧结构,Modbus串行链路协议是一个主/从协议网络上的每个从站必须有唯一的地址
4、（从1到247）从站地址用于寻址从站设备，由主站发起地址0用于广播模式，不需要响应RS-485和RS-232 定义了标准的物理端口，提高互可操作性,两种Modbus串行传输模式,ASCII模式：信息中的每个8 Bit字节需2个ASCII字符,其优点是准许字符的传输间隔达到1 s而不产生错误;,RTU模式：每个8 Bit字节包含两个4 Bit的十六进制字符,其优点是在同样的波特率下,可比ASCII方式传送更多的数据,但是每个信息必须以连续的数据流传输。,优点：公开的协议，完全免费。简单易用，性能稳定。 广泛的知识资源支持。,Modbus 的优缺点,缺点：自适应性差，需合理组态。通信效率低。,Mo
5、dbusTCP简介,ModbusTCP是运行在TCP/IP上的Modbus 报文传输协议。通过此协议，控制器相互之间通过网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。ModbusTCP是开放的协议，IANA（Internet Assigned Numbers Authority，互联网编号分配管理机构）给Modbus协议赋予TCP编口号为502，这是目前在仪表与自动化行业中唯一分配到的端口号。ModbusTCP/IP协议模型,ModbusTCP通信结构,Modbus TCP/IP的通信设备：连接至TCP/IP网络的 Modbus TCP/IP客户机和服务器设备。 互连设备，如：在TCP/IP网络和
6、串行链路子网之间互连的网桥、路由器或网关等设备。,ModbusTCP数据帧,ModbusTCP数据帧与串行链路数据帧的区别,MBAP报文头,ModbusTCP报文传输服务结构,优点：用户可免费获得协议及样板程序；网络实施价格低廉，可全部使用通用网络部件；易于集成不同的设备，几乎可以找到任何现场总线连接到Modbus-TCP的网关 ；网络的传输能力，100M以太网的传输结果为：每秒4000个Modbus TCP报文，而每个报文可传输125个字(16bit)，故相当于4000125=500000个模拟量数据(8000000开关量！)；,Modbus/TCP的优缺点,缺点：实时性较差,应用行业规模,TCP/IP 已成为信息行业的事实标准：世界上93%的网络都使用TCP/IP，只要在应用层使用Modbus TCP，就可实现工业以太网数据交换；目前中国已把Modbus TCP作为工业网络标准之一。在国外，Modbus TCP被国际半导体业SEMI定为网络标准，国际水处理、电力系统也把它作为应用的事实标准，还有越来越多行业把Modbus TCP作为标准来用；,
