MODBUS RTU协议详解：数据格式、地址与指令应用

MODBUS RTU协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信标准，主要用于主设备（通常为PLC或上位机）与从设备（如各种测量仪表）之间的数据交换。它采用一种简单的帧结构和问答模式，支持点对点通信，并支持多种波特率选择，如1200bps、2400bps、4800bps、9600bps和19200bps。 1. 数据格式: - 在RTU模式下，每个数据包由1个起始位（Start Bit）、8个数据位（Data Bits）、无校验（No Parity）和1个停止位（Stop Bit）组成，共10位。数据帧之间需要保持一定的间隔时间（T1、T2、T3、T4）以确保清晰的信号传输。 2. 地址分配: - 协议中规定仪表地址范围为01-99，0号地址保留为广播地址，但MODBUS RTU不支持广播。其他地址用于指定特定的从设备。 3. 命令和功能: - 本仪表支持MODBUS协议的3个主要指令： - 命令03 (HEX): 读取单个或多个寄存器，具有读取权限（R）。 - 命令06 (HEX): 写入单个寄存器，虽然这个命令本身未独立使用，而是作为命令10的一部分。 - 命令10 (HEX): 写入多个寄存器，包含命令06，同时支持读写操作（R/W）。 4. 数据类型和格式: - 协议支持的数据类型包括16进制数、整数（无符号整数Uint和Word）、BCD码（3种格式）、单精度和双精度浮点数，按照IEEE 754标准存储。例如，单精度浮点数由32位组成，符号位、阶码和尾数分别占用不同的位。 - BCD码用于时间表示和累积量，有不同的字节数和格式，如6字节时间格式、5字节时间+报警记录值格式和8字节固定小数点累积量格式。 5. 指令格式示例: - 命令3（读寄存器）的格式明确指示了设备地址和后续的操作，包括1字节的地址字段。 MODBUS RTU协议简化了设备间的通信，提高了效率，是工业自动化控制系统的基石之一。理解和掌握其工作原理对于PLC编程和系统集成至关重要。通过合理配置和使用这些指令，工程师可以实现设备参数的读取、设置和监控，从而确保生产线的稳定运行。