Modbus主站/从站协议详解-串行链路与TCP/IP
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更新于2024-08-07
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"Modbus主站/从站协议原理-gb∕t 36959-2018信息安全技术 网络安全等级保护测评机构能力要求和评估规范"
Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议,其设计基于主-从架构,允许设备之间进行简单的数据交换。该协议在串行链路(如RS-232和RS-485)以及TCP/IP网络上都有应用。
在Modbus通信中,主节点是唯一可以启动通信的设备,它可以是控制器、计算机或其他设备,而从节点通常是远程终端单元(RTU)或输入/输出设备。在同一时间,主节点可以与最多247个从节点通信。通信总是由主节点发起,从节点在未收到主节点请求时不会自发发送数据,且从节点之间不直接通信。
Modbus协议有两种基本的通信模式:
1. **单播模式**:主节点选择一个特定的从节点地址(1到247)发起请求,被选中的从节点响应并返回一个报文作为应答。这种模式下,一个Modbus事务处理包括主节点的请求报文和从节点的应答报文。
2. **广播模式**:主节点向所有从节点发送请求,但不需要从节点回应。通常广播模式用于写命令,所有设备都应接收并处理广播模式的写功能。地址0用于表示广播数据。
在串行链路(如RS-485)的多点结构中,单播和广播模式的区别更明显。在单播模式中,主节点向一个特定的从节点发送请求,然后接收应答;而在广播模式下,主节点向所有从节点广播消息,所有设备都能接收到这些消息。
除了串行链路,Modbus还支持TCP/IP网络通信。在TCP/IP上,MODBUS应用层遵循Internet Engineering Task Force(IETF)的标准,如RFC793(TCP)和RFC791(IP)。这使得MODBUS可以利用TCP的可靠连接特性,为工业设备提供网络通信能力。
MODBUS标准由三部分组成:
- 第一部分是“Modbus协议规范”,定义了MODBUS事务处理的细节。
- 第二部分是“MODBUS报文传输在TCP/IP上的实现指南”,为开发者提供了在TCP/IP上实现MODBUS应用层的参考。
- 第三部分是“MODBUS报文传输在串行链路上的实现指南”,帮助开发者在串行链路上实现MODBUS应用层。
MODBUS协议的简单性和通用性使其成为众多自动化设备间通信的理想选择,尤其是在TCP/IP上通过预留的系统端口502进行通信,进一步扩展了其在网络环境中的应用范围。
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