MODBUS-TCP规范详解：面向连接与一致性等级

开放型MODBUS-TCP规范是一种广泛应用于工业控制领域的通信协议，由Schneider电气公司的Andy Swales在1999年3月29日发布。这个规范旨在标准化PLC（可编程逻辑控制器）之间的通信，特别是在TCP/IP网络环境下的数据交换，使得不同厂商的设备能够相互通信和协作。 该规范的核心特点包括： 1. **面向连接**：遵循TCP/IP协议的面向连接特性，确保数据传输的可靠性和顺序性，每个请求都对应一个应答，提高了通信效率。 2. **数据编码**：采用标准的数据编码方式，如ASCII或二进制，以便于设备解析和处理。对于非指令数据，如不同类型的数据类型（如IEC-1131数据类型），有专门的编码规则。 3. **参考编号解释**：通过统一的指令参考编号系统，使得PLC能够理解不同类型的操作，如读取、写入、多点操作等，如FC1（读线圈）、FC4（读输入寄存器）等。 4. **一致性等级**：根据不同的指令类型（如类型0、类型1、类型2），定义了特定的功能码和操作规则，每个等级都有其独特的行为和特性。例如，类型0主要用于读取和写入基本的数据类型，而类型2支持更复杂的操作，如读FIFO队列。 5. **协议结构**：规定了协议的层次结构，包括请求报文、响应报文、错误处理等内容，确保通信过程中的交互有序且高效。 6. **异常代码**：为了处理可能出现的通信错误或异常，规范定义了一系列的异常代码，客户端和服务器可以根据这些代码进行错误检测和处理。 7. **客户端与服务器设计指南**：提供了详细的客户端（如设备驱动程序）和服务器（如监控软件）设计建议，包括多线程和单线程服务器模式的选择，以及性能优化的要求。 开放型MODBUS-TCP规范是工业自动化领域的重要标准，它简化了PLC之间的通信，促进了不同设备间的互操作性，对提升生产效率和系统稳定性具有重要意义。无论是设备制造商还是系统集成商，理解和遵循这一规范都是实现无缝集成的关键。