MODBUS协议详解：生产线自动化系统的通信应用

"对象模型示意图-05_simatic_wincc_生产线自动化系统信息化平台_v2" 本文档描述的对象模型示意图涉及的是一个基于MODBUS协议的生产线自动化系统信息化平台。MODBUS是一种广泛应用的通信协议，它允许不同设备间的客户机/服务器通信，尤其在工业自动化领域。该模型主要分为四个层次： 1. **配置层**：这一层负责配置和管理其他程序包组件的操作模式。它是系统设置的核心，确保各个组件按预定方式工作。 2. **TCP管理**：TCP管理层处理TCP/IP栈的管理，包括建立和维护TCP连接。这一层主要关注套接字接口的管理和网络通信的底层细节。 3. **通信应用层**：通信应用层包含MODBUS客户机和服务器。MODBUS客户机发起请求，而MODBUS服务器则响应这些请求。这个层次实现了MODBUS协议，使得数据能够在客户机和服务器之间有效传输。 4. **用户应用**：用户应用层与具体的设备应用对应，它处理与设备操作相关的所有事务。在本文档中，用户应用的具体内容没有详细展开讨论，因为它通常与设备类型和实际应用场景紧密相关。 为了实现跨平台的兼容性和独立性，模型中使用了通用接口层（generic Interface layers）来隔离开TCP管理层和通信层，以及通信层和用户应用层。这意味着不论选择何种操作系统或存储管理机制，只要通过这些接口，就可以实现不同组件间的交互。接口的实现可以有多种方式，如任务间的传输、共享存储器、串行链接接口或过程调用。 此外，MODBUS协议定义在OSI模型的第7层，即应用层。它基于请求/应答机制，通过功能码来规定服务。MODBUS功能码是协议数据单元（PDU）的一部分，每个功能码对应特定的通信操作。MODBUS协议支持多种通信方式，如以太网上的TCP/IP，以及各种异步串行传输（如EIA/TIA-232、EIA-422、EIA/TIA-485-A等）。此外，还有专为MODBUS设计的高速网络如MODBUSPLUS。 在实际应用中，MODBUS不仅限于点对点通信，还可以通过网关实现多个设备之间的通信。这使得MODBUS成为一个灵活且实用的解决方案，广泛应用于生产线自动化、PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）和I/O设备间的数据交换。