MODBUS应用层协议详解：串行链路与TCP/IP通信

"ModBus技术白皮书" ModBus是一种广泛应用于工业控制领域的通信协议，它允许设备间的简单、高效通信。ModBus最初设计用于串行通信，后来扩展到支持TCP/IP网络，使得设备可以通过局域网或互联网进行交互。这份技术白皮书详细介绍了在串行链路和TCP/IP上实现ModBus的规范。 1. **串行链路上的ModBus** ModBus串行链路基于TIA/EIA标准，具体包括232-F和485-A。232-F标准通常用于点对点通信，而485-A则适用于多点网络，允许多个设备在同一网络上通信。串行链路的ModBus协议在OSI模型的物理层和数据链路层的基础上定义了应用层协议。 2. **TCP/IP上的ModBus** MODBUSTCP/IP遵循IETF的RFC793（TCP）和RFC791（IP）标准，这使得ModBus能够适应以太网和互联网环境。在TCP/IP上的ModBus应用层映射到TCP连接上，使用标准的端口号502，提供了可靠的、面向连接的服务。 3. **ModBus协议规范** ModBus协议规范是白皮书的第一部分，它详细定义了ModBus事务处理方式，包括数据请求和响应的格式，以及错误处理机制。协议的核心是其报文结构，包含了功能码、数据字段和其他控制信息。 4. **MODBUS报文传输实现指南** 白皮书的第二和第三部分是实现指南，分别针对TCP/IP和串行链路的开发者。这些指南提供了实施ModBus通信层的具体步骤，包括如何构建和解析报文，以及如何处理不同网络条件下的通信问题。 5. **应用层服务** ModBus作为一个应用层协议，它定义了客户端（主站）和服务器（从站）之间的通信模式。它支持多种操作，如读取和写入寄存器、读取和写入线圈状态等，这些操作在工业自动化场景中非常常见。 6. **兼容性和标准化** ModBus由于其简单性和广泛支持，已成为工业自动化领域事实上的标准。它不仅适用于PLC（可编程逻辑控制器），还与其他类型的设备如传感器、驱动器等兼容，促进了跨设备的数据交换。 7. **系统端口502** 在互联网环境中，ModBus使用TCP端口号502，这使得任何支持TCP/IP的设备都可以通过这个端口直接与ModBus设备通信，增强了系统的互操作性。 ModBus技术白皮书提供了一套全面的指南，涵盖了从基本的串行通信到复杂的网络通信的所有方面，旨在帮助开发者和工程师实现可靠的、跨平台的工业通信解决方案。无论是设计新的自动化系统还是集成现有设备，理解并正确实施ModBus协议都是至关重要的。