PC(上位机)与PLC串行通讯协议与串口DLL之__modbus_rtu_协议.pdf

Modbus rtu 通信协议串口通讯动态链接库 DLL(以下简称 DLL)，是为满足工业通信需要，

针对工业领域要求上位机对 PLC、工业仪表通讯实时采集与控制的组态编程而设计。

本 DLL 是采用 Delphi 语言开发的标准串口通讯库，具有以下特点：

1)、遵循 modbus rtu 串口通讯协议(施耐德、西门子、台达、永宏等品牌 PLC 及各类工业

仪表等支持本协议)；

2)、实时性、可靠性好,通用性强;

9)、支持 modbus rtu 标准的功能代码 01、02、03、04、05、06、15、16 且对相关功能代

码的读取和写如做了一些扩充更加符合工业自动化领域的工控软件的开发，是广大工控工程

师的必备工具软件。

二、modbus rtu 通讯协议简介

Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控

制器经由网络(例如以太网)

和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备

识别按地址发来的消息，决定

要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用 Modbus 协议发出。在其它

网络上，包含了 Modbus 协议的消

息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路

由路径及错误检测的方法。

1、在 Modbus 网络上转输

标准的 Modbus 口是使用一 RS-232C 兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号

位、传输波特率、奇偶校验。控制

器能直接或经由 Modem 组网。控制器通信使用主—从技术，即仅一设备(主设备)能初始化

传输(查询)。其它设备(从设备)

功能代码、所有要发送的数

据、一错误检测域。从设备回应消息也由 Modbus 协议构成，包括确认要行动的域、任何

要返回的数据、和一错误检测域。

如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并

把它作为回应发送出去。

2、在其它类型网络上转输

在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样

3、查询—回应周期

(1)、查询

查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执

行功能的任何附加信息。例如功能代码 03 是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。

数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域

为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。

(2)、回应

如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的

回应。数据段包括了从设备收集的数据：象寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将

被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测

模式和串口参数。

ASCII 模式

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－－－－－

| 地址 | 功能代码 | 数据数量 | 数据 1 ... 数据 n | LRC 高字节 | LRC 低字节 | 回车 | 换行 |

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－－－－－

RTU 模式

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| 地址 | 功能代码 | 数据数量 | 数据 1 ... 数据 n | CRC 高字节 | CRC 低字节 |

因 ASCII 模式通讯效率较低一多采用 RTU 模式，这里只对 RTU 模式进行详细介绍。

4、Modbus RTU 模式

当控制器设为在 Modbus 网络上以 RTU(远程终端单元)模式通信，在消息中的每个 8Bit

字节包含两个 4Bit 的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比 ASCII

方式传送更多的数据。

每个字节的位

1 个起始位

8 个数据位，最小的有效位先发送

1 个奇偶校验位，无校验则无

1 个停止位(有校验时)，2 个 Bit(无校验时)

错误检测域

CRC(循环冗长检测)

把自己的地址放入回应的地址域

中，以便主设备知道是哪一个设备作出回应。地址 0 是用作广播地址，以使所有的从设备

都能认识。当 Modbus 协议用于更高

水准的网络，广播可能不允许或以其它方式代替。

如何处理功能域

数据域是由两个十六进制数集合构成的，范围 00...FF。根据网络传输模式，这可以是由

一 RTU 字符组成。从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信息：从设备必须用于进

行执行由功能代码所定义的所为。这包括了象不连续的寄存器地址，要处理项的数目，域中

种消息中数据域可以是不存在的(0 长度)。例如，主设备要求从设备回应通信事件记录(功能

代码 0B 十六进制)，从设备不需任何附加的信息。

三、DLL 函数说明

DLL 中的主要函数：

ComOpen：打开串口

ComClose：关闭串口

FCN01：读取一组线圈（00001～0XXXX）

FCN02：取得一组开关输入状态数据（10001～1XXXX）

FCN05R：复位单线圈（00001～0XXXX）

FCN06： 预置单保持寄存器数据（40001～4XXXX）

FCN15： 强置多线圈的通断数据（00001～0XXXX）

FCN16： 写多个保持寄存器数据（40001～4XXXX）

FCN16_xSet：单保持寄存器的 0～15 相应位的置位（40001.0－40001.15～4XXXX.0－

4XXXX.15）

4XXXX.0－4XXXX.15），

指使相应的位短时间通断一次（约通 60ms）

ComTrue：读取 DLL 中的串口是否备有效打开

CinBin： 字中相应的位的状态抽取

Function ComOpen(nport,BaudRate,DataBits,Parity,StopBits:longint;User:Pchar):longint;

stdcall;

BaudRate：波特率，取值为：1200、2400、4800、9600、19200、38400；

DataBits：数据位，取值为 5、6、7、8；

Parity： 校验位，取值 1(代表 Even)、取值 2(代表 Odd)、取值 3(代表 Mark)、取值 4(代

表 Space)、取值 5(代表 None)；

StopBits：停止位，取值 1(代表 1 位停止位)、取值 2(代表 2 位停止位)、取值 3(代表 1.5

位停止位)；

注：本 DLL 用户不注册除了下面说明的功能限制外没有其他限制，未注册用户请使用特定

用户名：wangjun。

注册用户功能上无任何限制，且将得到永久的软件使用和更新升级服务；

使用举例：

Delphi：ComOpen(1,9600,8,1,1,Pchar('wangjun')) , 打开 COM1 口。