ModbusTCP协议详解：从入门到精通

"ModbusTCP协议中文版是一份详细的文档，旨在解释ModbusTCP通信协议，以便于开发人员理解和实现。这份文档涵盖了ModbusTCP的基本原理、协议结构、一致性等级以及各种功能码的详细说明，同时提供了客户端和服务器设计的指导。" ModbusTCP是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它基于标准的TCP/IP协议，使得设备能够通过以太网进行通信。此协议允许设备（如PLC、传感器和控制器）之间交换数据，以实现远程监控和控制。 1. **该规范的发展概况** ModbusTCP是Modbus协议的网络扩展，于1999年3月29日发布了开放型Modbus/TCP规范修订版1.0。它由Andy Swales of Schneider电气公司编写，旨在促进不同设备间的互操作性。 2. **概述** - **面向连接**：ModbusTCP建立在TCP之上，这意味着通信前需要先建立连接，保证了数据传输的可靠性和顺序。 - **数据编码**：ModbusTCP的数据编码遵循ASCII或RTU（远程终端单元）模式，确保数据在传输过程中的准确无误。 - **参考编号的解释**：每个ModbusTCP消息都有一个功能码，用于标识消息的目的和操作类型。 - **隐含长度基本原则**：协议中数据的长度通常可以通过功能码和数据类型推断出来。 3. **一致性等级概述** 一致性等级定义了设备可以支持的Modbus功能。文档中提到了类型0、类型1和类型2这三种等级，每个等级支持不同的功能码和操作。 4. **协议结构** ModbusTCP的消息结构包括报文头、功能码、数据区和校验码等部分，这些部分共同构成了完整的通信请求或响应。 5. **指令详述** 文档详细阐述了不同类型的指令，如读写线圈、读写寄存器、读输入寄存器、强制多点线圈、读异常状态字等，并给出了每个指令的功能和格式。 6. **异常代码** 当通信出现问题时，ModbusTCP会返回特定的异常代码，帮助诊断问题。 7. **附录** - **客户端和服务器应用指导**：提供了客户端和服务器设计的建议，包括多线程和单线程服务器的设计考虑，以及性能要求。 - **非指令数据的编码**：详细说明了如何编码非指令数据，如比特数和多指令字变量，支持不同数据类型。 通过这份文档，开发者可以深入了解ModbusTCP协议，从而实现有效的设备间通信，提高工业自动化系统的集成度和效率。