网页更新:2013/10/5 10:07:56
MODBUS RTU 通信协议简介
稳定可靠的通信协议
MODBUS RTU协议简介:
Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在1979年末该公司成为施耐德自动化(Schneider Automation)部门的一部分，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。
此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。
有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。
此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。
Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。
Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。
另外，Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后（如故障或关机），Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。
对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说，其中TCP和RTU协议非常类似，只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。因此这里只介绍一下Modbus的ASCII和RTU协议。
| MODBUS ASCII 协议和 MODBUS RTU 协议比较表 | |||||
| 协议 | 开始标记 | 结束标记 | 校验 | 传输效率 | 程序处理 |
| ASCII | :(冒号) | CR,LF | LRC | 低 | 直观,简单 |
| RTU | 无 | 无 | CRC | 高 | 稍复杂 |
通过比较可以看到,ASCII协议和RTU协议相比,ASCII协议拥有开始和结束标记,因此在进行程序处理时能更加方便,由于传输的都是可见的ASCII字符,所以进行调试时就更加的直观,另外它的LRC校验也比较容易。但是它传输的都是可见的ASCII字符，RTU传输的数据每一个字节ASCII都要用两个字节来传输,比如RTU传输一个十六进制数0xF9,ASCII就需要传输"F"和"9"的ASCII码0x39和0x46两个字节，这样它的传输的效率就比较低。所以一般来说,如果所需要传输的数据量较小可以考虑使用ASCII协议,如果所需传输的数据量比较大,最好能使用RTU协议。
MODBUS功能码简介：
| 功能码 | 名称 | 功能说明 |
| 01 | 读取线圈状态 | 取得一组逻辑线圈的当前状态(ON/OFF) |
| 02 | 读取输入状态 | 取得一组开关输入的当前状态(ON/OFF) |
| 03 | 读取保持寄存器 | 读取一个或多个保持寄存器 |
| 04 | 读取输入寄存器 | 读取一个或多个随机寄存器 |
| 05 | 强置单线圈 | 强置一个逻辑线圈的通断 |
| 06 | 预置单寄存器 | 把具体值装入一个保持寄存器 |
| 07 | 读取异常状态 | 取得8个内部线圈的通断状态，这8个线圈的地址由控制器决定 |
| 08 | 回送诊断校验 | 把诊断校验报文送从机,以对通信处理进行评鉴 |
| 09 | 编程(只用于484) | 使主机模拟编程器作用,修改PC从机逻辑 |
| 10 | 控询(只用于484) | 可使主机与一台正在执行长程序任务从机通信,探询该从机是否已完成其操作任务,仅在含有功能码9的报文发送后,功能码才发送 |
| 11 | 读取事件计数 | 可使主机发出单询问,并随即判定操作是否成功,尤其是该命令或其它应答产生通信错误时 |
| 12 | 读取通信事件记录 | 可使主机检索每台从机的ModBus事务处理通信事件记录。如果某项事务处理完成,记录会给出有关错误 |
| 13 | 编程(184/384 484 584) | 可使主机模拟编程器功能修改PC从机逻辑 |
| 14 | 探询(184/384 484 584) | 可使主机与正在执行任务的从机通信,定期控询该从机是否已完成其程序操作,仅在含有功能13的报文发送后,功能码才得发送 |
| 15 | 强置多线圈 | 强置一串连续逻辑线圈的通断 |
| 16 | 预置多寄存器 | 把二进制值装入一串连续的保持寄存器 |
| 17 | 报告从机标识 | 可使主机判断编址从机的类型及该从机运行指示灯的状态 |
| 18 | (884和MICRO 84) | 可使主机模拟编程功能，修改PC状态逻辑 |
| 19 | 重置通信链路 | 发生非可修改错误后,是从机复位于已知状态,可重置顺序字节 |
| 20 | 读取通用参数(584L) | 显示扩展存储器文件中的数据信息 |
| 21 | 写入通用参数(584L) | 把通用参数写入扩展存储文件，或修改之 |
| 22-64 | 保留作扩展功能备用 | - |
| 65-72 | 保留以备用户功能所用 | 留作用户功能的扩展编码 |
| 73-119 | 非法功能 | - |
| 120-127 | 保留 | 留作内部作用 |
| 128-255 | 保留 | 用于异常应答 |
