Modbus主站从站协议详解：应用与通信模式

Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它工作在OSI模型的第7层，即应用层，旨在促进不同类型的总线或网络连接设备之间的客户端/服务器通信。自1979年以来，Modbus已经成为工业串行链路的事实标准，支持了无数设备间的通讯。 该协议采用主从架构，其中有一个主节点作为发起者，负责发送请求，而从节点则是接收者，只有在接收到主节点的请求后才会响应。有两种通信模式：单播和广播。单播模式中，主节点会向指定的从节点发送请求，收到应答后完成事务处理；而在广播模式下，主节点向所有从节点发送请求，但不会有明确的应答，通常用于写入操作，地址0特殊用于表示广播数据。 在技术规格方面，Modbus协议定义了一系列功能码，这些功能码是构成Modbus请求/应答PDU（协议数据单元）的关键元素，用于指示不同的服务请求。GB/T××××—××××2文件中提到了规范性引用，包括互联网协议RFC791以及MODBUS协议的官方指南，强调了MODBUS在TCP/IP栈上使用系统端口502进行访问的可能性。 值得注意的是，Modbus协议支持多种传输方式，包括TCP/IP上的以太网、异步串行传输（如EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A），以及高速令牌传递网络MODBUSPLUS等。此外，还有基于TCP的Modbus，这在现代网络环境中尤为常见。 MODBUS应用在实际场景中，如可编程逻辑控制器（PLC）、人机界面（HMI）和输入/输出（I/O）设备之间的集成，使得设备间的数据交换变得简单。通过图1和图2的通信栈示意图，我们可以看到Modbus如何在物理层（如EIA/TIA-232或EIA/TIA-485）与应用层之间进行交互，以及不同网络体系结构（如TCP/IP、MODBUS+、MODBUS ON RS232和RS485）的应用。 学习Modbus主站/从站协议原理对于理解和设计工业自动化系统至关重要，无论是单个设备的配置还是大规模网络的管理，都需要对这种协议有深入的理解和实践经验。