通信技术第四章Modbus现场总线通信系统的组建课件.ppt

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1、工业现场网络通信技术应用第四章MODBUS现场总线通信系统的组建4.1Modbus概述一、Modbus现场总线的产生1979年Modicon公司(现Schneider的一部分)提出的ModbusModbus最初作为工业串行链路的标准1997年Schneider电气在TCP/IP上实现Modbus协议2004年Modbus作为我国国家标准4.1Modbus概述Modbus的数据通信采用主/从方式。网络中只有一个主设备，通信采用查询/回应的方式进行。主设备初始化系统通信设置，并向从设备发送消息；从设备正确

2、接收消息后响应主设备的查询或根据主设备的消息作出响应的动作。主设备可以是PC、PLC或其他工业控制设备，可以单独和从设备通信，也可以通过广播方式和所有从设备通信。单独通信时，从设备需要返回消息作为回应，从设备回应消息也由Modbus信息帧构成。以广播方式查询时则不作任何回应。在一个Modbus通信系统中只能选择一种模式，不允许两种模式混合使用，即设置为RTU通信方式的节点不会和设置为ASCII通信方式的节点进行通信，反之亦然。通信系统选用哪种传输模式可由主设备来选择。二、Modbus的数据通信方式4.

3、2ModbusRTU通信4.2.1RTU信息帧报文格式为了与从设备进行通信，主设备会发送l段包含设备地址、功能代码、数据段、错误检查的信息。RTU信息帧报文格式起始位设备地址功能代码数据段CRC校验码结束T1-T2-T3-T41个字节1个字节N个字节两个字节T1-T2-T3-T41．设备地址。信息帧的第1个字节是设备地址码，这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯－的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送。当从机回送信息时，相应的地址码表明该信息来自于何处。设

4、备地址是一个从0～247的数字，发送给地址0的信息可以被所有从机接收。但是数字l～247是特定设备的地址，相应地址的从设备总是会对Modbus信息做出反应，这样主设备就知道这条信息已经被从设备接收到了。4.2ModbusRTU通信4.2.1RTU信息帧报文格式4.2ModbusRTU通信4.2.1RTU信息帧报文格式2．功能代码。功能代码是通信传送的第2个字节，定义了从设备应该执行的命令，如读取数据、接收数据、报告状态等（如表4-2所示），有些功能代码还拥有子功能代码。主机请求发送，通过功能代码告诉从

5、站执行什么动作；作为从机响应，从机发送的功能代码与从主机得到的代码一样，并表明从机已响应主机进行操作。功能代码范围是1～255,有些代码适用于所有控制器，有些代码只能应于用某种控制器，还有些代码保留以备后用。4.2ModbusRTU通信4.2.1RTU信息帧报文格式功能代码作用数据类型01读开关量输出状态位02读开关量输入状态位03读取保持寄存器整型、字符型、状态字、浮点型04读输入寄存器整型、状态字、浮点型05写单个线圈位06写单个寄存器整型、字符型、状态字、浮点型07读异常状态--08回送诊断校验

6、重复回送信息15写多个线圈位16写多个寄存器整型、字符型、状态字、浮点型YY根据设备不同，最多可以有255个功能代码功能代码表4.2ModbusRTU通信4.2.1RTU信息帧报文格式3．数据段。对应不同的功能码，数据段的内容会有所不同。数据段包含需要从站执行的动作或由从站采集的送回信息，这些信息可以是数值、参考地址等。对于不同的从站，地址和数据信息都不相同。例如，功能代码告诉从站读取寄存器的值，则数据段必须包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。4．CRC校验码。循环冗余校验码（CRC）是包含两个字节

7、的错误检测码，由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值进行比较，如果两个值不同，表明有错误。在有些系统里，还需对数据进行奇偶校验，奇偶校验对每个字符都可用，而帧的检测CRC应用于整个消息。4.2ModbusRTU通信4.2.2Modbus功能码简介1.功能码01功能码01用于读取开关量的输出状态。例如，主机要读取地址为2的从站DO10～DO11开关量的输出状态。主机向从机发送的报文数据为[020100100002BDCB]，从机响应主机返回的报文数据为

8、[02010102D049]主机发送字节数发给信息备注从机地址102发送至地址为02的从机功能代码101读开关量的输出状态起始位地址20010起始地址为0010该数据长度20002读取两路继电器的输出状态位CRC码2BDCB由主机计算得到CRC码主机的命令信息从机响应13字节数返回的信息备注从机地址102来自从机02功能代码101读开关量输出状态数据长度101被读取的位继电器的数目：当读为继电器的数目不足1Byte时，以1Byte计算数据内容10202H