Modbus协议详解：从报文格式到TCP/IP实现

"该文档详细解释了Modbus协议，涵盖了报文格式、数据模型和报文流程等内容，适用于工业自动化设备间的通信，包括TCP/IP和各种串行传输方式。" Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它定义了在不同设备之间，如PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）和I/O设备间如何交换信息。这个协议位于OSI模型的应用层，提供客户机/服务器模式的通信。自1979年以来，Modbus因其简单性和通用性而被广泛应用。 Modbus协议的核心是请求/应答机制，其中功能码是协议数据单元（PDU）的重要组成部分。功能码规定了服务类型，使得接收方能够理解并执行发送方的请求。例如，功能码0x03用于读保持寄存器，而功能码0x06用于写单个保持寄存器。这些功能码在MODBUS事务处理框架内被详细定义。 MODBUS协议支持多种通信介质，包括以太网上的TCP/IP以及异步串行传输（如EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A），同时也支持高速的MODBUSPLUS网络。在TCP/IP环境中，MODBUS协议通常封装在TCP报文中，使用保留的系统端口502。 通信架构通常包括一个或多个主站（Master）和多个从站（Slave）。主站发起通信请求，从站则响应这些请求。在图2中，展示了主站如何通过MODBUS协议与多个从站进行交互，包括通过串行链路（如RS232和RS485）和以太网（如MODBUS ON TCP/IP）进行通信的场景。 MODBUS协议还涉及应用数据单元（ADU）和协议数据单元（PDU）的概念。ADU包含了MODBUS报文的完整信息，包括协议头部和PDU。PDU则仅包含实际的数据和功能码，是协议的核心信息。 Modbus协议的详细解释文档旨在帮助读者理解和实现设备间的有效通信，无论是通过串行接口还是TCP/IP网络。对于开发、调试和维护自动化系统的工程师来说，这份文档是不可或缺的参考资料。