MODBUS-TCP规范详解：数据传输与一致性等级

MODBUS-TCP规范是一项在工业自动化领域广泛应用的通信协议，它将经典的MODBUS通信扩展到了TCP/IP网络环境中，便于不同设备间的远程通信和数据交换。该规范的中文版修订版于1999年3月29日发布，由Andy Swales（来自Schneider电气公司）提供。 MODBUS-TCP是一种面向连接的通信协议，强调数据的可靠传输。它采用两种主要的数据编码方式：ASCII和RTU（一种串行通讯协议），但在这里主要关注TCP版本，它使用二进制格式进行更高效的传输。 该规范定义了三种数据类型（0、1和2），每种类型对应不同的功能码（Function Codes, FCs），用于执行特定操作。例如： - 类型0（功能码如FC3和FC16）主要用于读取和写入寄存器，涉及数值的读取和设置。 - 类型1（如FC1、FC2和FC4）支持读取输入状态（如线圈和输入寄存器）、读取离散输入等。 - 类型2（如FC15、FC20和FC22）涉及更多复杂操作，如强制多点线圈、读写一般参考值和掩码写寄存器。 为了确保协议的一致性，每个功能码都有详细的说明，包括如何执行命令以及可能返回的错误代码。例如，读异常状态字（FC7）用于检查设备的运行状态，而读FIFO队列（FC24）则适用于处理消息队列。 设计MODBUS-TCP客户端和服务器时，有多种策略可以选择。客户端可以设计为多线程或单线程模式，以适应不同的应用场景和性能需求。服务器设计部分提供了指导，强调了对并发请求的处理和性能优化。 非指令数据的编码部分详细解释了如何在指令字中正确组织比特，以及不同数据类型（如IEC-1131标准中的数据类型）在协议中的表示。这对于确保兼容性和数据解析至关重要。 MODBUS-TCP规范是工业控制设备间通信的关键桥梁，通过TCP/IP网络实现设备之间的远程监控和控制，它的详细规定确保了数据的准确传输和互操作性。无论是设备制造商还是系统集成者，理解和遵循这一规范都是实现高效和可靠工业自动化系统的前提。