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     公司新聞 
    ModbusTCP協議詳解
    發布時間： 2023-09-01 11:05 更新時間： 2024-12-27 09:10
    AModbus TCP數據幀

    ModbusTCP的數據幀可分為兩部分：MBAP+PDU。（一）報文頭MBAP：MBAP為報文頭，長度為7字節，組成如下：
    圖片
    圖片
    （二）幀結構PDU：PDU由功能碼+數據組成。功能碼為1字節，數據長度不定，由具體功能決定。
    （1）功能碼：Modbus的操作對象有四種：線圈、離散輸入、保持寄存器、輸入寄存器。
    圖片（2）根據對象的不同，Modbus的功能碼有：
    圖片（3）說明更詳細的表：
    圖片

    BPDU詳細結構
    （1）0x01：讀線圈：在從站中讀1~2000個連續線圈狀態，ON=1,OFF=0
  • 請求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 數量H 數量L（共12字節）
  • 響應：MBAP 功能碼 數據長度 數據（一個地址的數據為1位）
  • 如：在從站0x01中，讀取開始地址為0x0002的線圈數據，讀0x0008位
    00 01 00 00 00 06 01 01 00 02 00 08
  • 回：數據長度為0x01個字節，數據為0x01，第一個線圈為ON，其余為OFF
    00 01 00 00 00 04 01 01 01 01
    • （2）0x05：寫單個線圈：將從站中的一個輸出寫成ON或OFF，0xFF00請求輸出為ON,0x000請求輸出為OFF。
  • 請求：MBAP 功能碼 輸出地址H 輸出地址L 輸出值H 輸出值L（共12字節）
  • 響應：MBAP 功能碼 輸出地址H 輸出地址L 輸出值H 輸出值L（共12字節）
  • 如：將地址為0x0003的線圈設為ON
    00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
  • 回：寫入成功
    00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
    • （3）0x0F：寫多個線圈：將一個從站中的一個線圈序列的每個線圈都強制為ON或OFF，數據域中置1的位請求相應輸出位ON，置0的位請求響應輸出為OFF。
  • 請求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 輸出數量H 輸出數量L 字節長度 輸出值H 輸出值L
  • 響應：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 輸出數量H 輸出數量L
    • （4）0x02：讀離散量輸入：從一個從站中讀1~2000個連續的離散量輸入狀態。
  • 請求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 數量H 數量L（共12字節）
  • 響應：MBAP 功能碼 數據長度 數據（長度：9+ceil（數量/8））
  • 如：從地址0x0000開始讀0x0012個離散量輸入
    00 01 00 00 00 06 01 02 00 00 00 12
  • 回：數據長度為0x03個字節，數據為0x01 04 00，表示第一個離散量輸入和第11個離散量輸入為ON，其余為OFF
    00 01 00 00 00 06 01 02 03 01 04 00
    • （5）0x04：讀輸入寄存器：從一個遠程設備中讀1~2000個連續輸入寄存器。
  • 請求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 寄存器數量H 寄存器數量L（共12字節）
  • 響應：MBAP 功能碼 數據長度 寄存器數據(長度：9+寄存器數量×2)
  • 如：讀起始地址為0x0002，數量為0x0005的寄存器數據
    00 01 00 00 00 06 01 04 00 02 00 05
  • 回：數據長度為0x0A，第一個寄存器的數據為0x0c，其余為0x00
    00 01 00 00 00 0D 01 04 0A 00 0C 00 00 00 00 00 00 00 00
    • （6）0x03：讀保持寄存器：從遠程設備中讀保持寄存器連續塊的內容。
  • 請求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 寄存器數量H 寄存器數量L（共12字節）
  • 響應：MBAP 功能碼 數據長度 寄存器數據(長度：9+寄存器數量×2)
  • 如：起始地址是0x0000，寄存器數量是 0x0003
    00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
  • 回：數據長度為0x06，第一個寄存器的數據為0x21，其余為0x00
    00 01 00 00 00 09 01 03 06 00 21 00 00 00 00
    • （7）0x06：寫單個保持寄存器：在一個遠程設備中寫一個保持寄存器。
  • 請求：MBAP 功能碼 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L（共12字節）
  • 響應：MBAP 功能碼 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L（共12字節）
  • 如：向地址是0x0000的寄存器寫入數據0x000A
    00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
  • 回：寫入成功
    00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
    • （8）0x10：寫多個保持寄存器：在一個遠程設備中寫連續寄存器塊（1~123個寄存器）。
  • 請求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 寄存器數量H 寄存器數量L 字節長度 寄存器值（13+寄存器數量×2）
  • 響應：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 寄存器數量H 寄存器數量L（共12字節）
  • 如：向起始地址為0x0000，數量為0x0001的寄存器寫入數據，數據長度為0x02，數據為0x000F
    00 01 00 00 00 09 01 10 00 00 00 01 02 00 0F
  • 回：寫入成功
    00 01 00 00 00 06 01 10 00 00 00 01
    • CModbus TCP示例報文
    ModBusTcp與串行鏈路Modbus的數據域是一致的，具體數據域可以參考串行Modbus。這里給出幾個ModbusTcp的鏈路解析說明，輔助新人分析報文。
    圖片

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    圖片

    圖片

    DModbus TCP通信
    （一）通信方式
    Modbus設備可分為主站(poll)和從站(slave)。主站只有一個，從站有多個，主站向各從站發送請求幀，從站給予響應。在使用TCP通信時，主站為client端，主動建立連接；從站為server端，等待連接。
  • 主站請求：功能碼+數據
  • 從站正常響應：請求功能碼+響應數據
  • 從站異常響應：異常功能碼+異常碼，其中異常功能碼即將請求功能碼的Zui高有效位置1，異常碼指示差錯類型
  • 需要超時管理機制，避免無期限的等待可能不出現的應答
  • IANA（Internet Assigned Numbers Authority，互聯網編號分配管理機構）給Modbus協議賦予TCP端口號為502，這是目前在儀表與自動化行業中唯一分配到的端口號。
    • （二）通信過程
  • connect 建立TCP連接
  • 準備Modbus報文
  • 使用send命令發送報文
  • 在同一連接下等待應答
  • 使用recv命令讀取報文，完成一次數據交換
  • 通信任務結束時，關閉TCP連接
    • E仿真軟件
  • Modbus poll 和Modbus slave是一組Modbus仿真軟件，可以實現Modbus RTU、TCP、串口仿真等。
  • 仿真軟件網址：https://modbustools.com/download.html
  • 在ModbusTCP中，Modbus poll 作為客戶端請求數據，Modbus slave 作為服務器端處理請求。
  • 使用c語言編寫客戶端連接Modbus slave時，注意數據格式，一條指令一次性發出，否則連接會出錯。
  • 使用軟件時，需要指定功能碼，在setup->slave definition或者poll definition中進行設置。
    – slave ID：從站編號（事務標識符）
    – function：功能碼，0x01對應線圈操作，0x02對應離散量操作，0x03對應保持寄存器操作，0x04對應輸入寄存器操作
    – address：開始地址
    – quantity：寄存器/線圈/離散量 的數

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    聯系方式
    • 電　　話：18126392341
    • 聯系人：梁濤
    • 手　　機：15267534595
    • 微　　信：15267534595