Modbus TCP协议详解：经典连接与功能命令解读

Modbus TCP 标准协议是工业自动化通信领域的一项重要规范，它扩展了Modbus协议在TCP/IP网络环境中的应用。该协议最初发布于1999年3月29日，由Andy Swales编撰，主要针对施耐德电气（Schneider Electric）的OpenMBus项目，旨在提供一种可靠且可扩展的方式来在不同设备间交换数据。 Modbus TCP 是基于面向连接的通信模型，这意味着在传输数据前，客户端和服务器之间需要先建立连接，然后进行数据交换，最后断开连接。数据编码采用标准的ASCII或二进制格式，确保了兼容性和一致性。参考数字的解释和长度处理遵循一定的原则，例如类0、类1和类2的命令有各自特定的处理方式。 该标准定义了三个不同的合规类别： 1. **类0**：适用于简单的单个值读写，如读取一个寄存器或单个输入状态。 2. **类1**：涉及更复杂的数据交互，包括读取线圈状态、输入状态寄存器、单个寄存器读写等，这些操作通常用于监控和控制设备的状态。 3. **类2**：提供了更高级的功能，如强制多路复用线圈、读取通用参考、写入通用参考等，这类功能通常在需要复杂数据操作和设备管理时使用。 在协议结构方面，每个命令都有详细的描述，例如： - **读取多个寄存器 (FC3)**：允许客户端请求并接收一段连续的寄存器值。 - **写入多个寄存器 (FC16)**：用于向目标设备的多个寄存器写入数据。 - **读取输入继电器 (FC1)**：检查输入继电器的状态。 - **读取输入离散 (FC2)**：读取输入开关的状态。 - **读取输入寄存器 (FC4)**：获取输入寄存器的数值。 异常代码部分则定义了可能出现的错误情况，当通信过程中发生问题时，服务器会发送相应的错误码，以便客户端能够理解和处理这些异常。 Modbus TCP 标准协议为工业控制系统提供了在TCP/IP网络上进行高效、可靠通信的基础，促进了不同厂商设备之间的互操作性，对于现代工业自动化和物联网应用至关重要。通过理解并遵循这一协议，工程师可以设计出更集成、灵活的系统架构。