MODBUS-TCP规范详解:数据传输与一致性等级
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更新于2024-07-26
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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。
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