ModBus协议在工业控制系统中的应用 (1)
2008-08-11 10:07:19 来源：互联网
随着计算机网络、通讯、控制等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次。基于现场总线的智能仪表对现场总线技术在我国的推广应用具有非常重要的意义。本文在Modbus现场总线协议的基础上设计了一个工业温度控制系统。
关键字：现场总线[174篇] ModBus协议[5篇] 单片机控制[2篇]
一、ModBus协议简介
当今世界，工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制。在进入网络时代的今天，工业控制器连网也为网络管理提供了方便。ModBus协议就是工业控制器的网络协议中的一种。ModBus协议是Modicon公司于1978年发明的一种用于电子控制器进行控制和通讯的通讯协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以进行通信。它的开放性、可扩充性和标准化使它成为一个通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以简单可靠地连成工业网络，进行系统的集中监控，从而使它成为最流行的协议之一。
ModBus协议包括ASCII, RTU, PLUS, 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ModBus 是使用RS-232C 兼容串行接口， RS-232C规定了连接器针脚、接线、信号电平、波特率、奇偶校验等信息，ModBus的ASCII, RTU协议则在此基础上规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式。ModBus控制器的数据通信采用Master/Slave方式（主/从），即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可以应用在支持ModBus协议的PLC和PLC之间、PLC和个人计算机之间、计算机和计算机之间、远程PLC和计算机之间以及远程计算机之间（通过Modem连接），可见ModBus的应用是相当广泛的。由于ModBus是一个事实上的工业标准，许多厂家的PLC, HMI、组态软件都支持ModBus，而且ModBus是一个开放标准，其协议内容可以免费获得，一些小型厂商甚至个人都可根据协议标准开发出支持ModBus的产品或软件，从而使其产品联入到ModBus的数据网络中。
因此，ModBus有着广泛的应用基础。在实际应用中，可以使用
RS232, RS 485 /422 , Modem加电话线、甚至TCP/IP来联网。所以，ModBus 的传输介质种类较多，可以根据传输距离来选择。
二、ModBus协议的通讯格式
ModBus可分为两种传输模式：ASCII模式和RTU模式。使用何种模式由用户自行选择，包括串口通信参数（波特率、校验方式等）。在配置每个控制器的时候，同一个ModBus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
2.1 ASCII模式
当控制器设为在ModBus网络上以ASCII模式通信，在消息中的每个8Bit
字节都作为两个ASCII字符发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达到1秒而不产生错误。
表1 ASCII模式的消息帧
如表1所示，使用ASCII模式，消息以冒号（：）字符（ASCII码3AH）作为起始位，以回车换行符（ASCII码0DH, 0AH）作为结束符。传输过程中，网络上的设备不断侦测“：”字符，当有一个冒号接收到时，每个设备就解码下个位的地址域，来判断是否发给自己的。与地址域一致的设备继续接受其它域，直至接受到回车换行符。除起始位和结束符外，其他域可以使用的传输字符是十六进制的0…9，A…F，当然也要用ASCII码表示字符。当选用ASCII模式时，消息帧使用LRC（纵向冗长检测）进行错误检测。
2.2RTU模式
当控制器设为RTU模式时，消息帧中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。
表2 RTU模式的消息帧
该模式下消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。传输过程中，网络设备不断侦测网络总线，包括停顿间隔时间内。当第一个域（地址域）接收到，相应的设备就对接下来的传输字符进行解码，一旦有至少3. 5个字符时间的停顿就表示该消息的结束。
在RTU模式中整个消息帧必须作为一连续的流转输，如果在帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3. 5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续。如果在传输过程中有以上两种情况发生的话，必然会导致CRC校验产生一个错误消息，反馈给发送方设备。
当控制器设为RTU（远程终端单元）模式通信时，消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。这种模式与ASCII模式相比在同样的波特率下，可比ASCII模式传送更多的数据。
三、系统设计
本文所设计的系统是一个基于modbus的工业控制网络，它主要由实现现场控制功能的智能控制仪表、实现对智能控制仪表在线配置与监控功能的主机两部分组成。作为从机的现场智能控制仪表主要任务有：实现现场温度采集、输出控制、显示、系统配置以及响应主机激励;主机的主要任务是在线配置从机、监控从机从而得到相应从机的状态、历史温度数据分析;两者之间的通讯是基于现场总线技术的。
ModBus协议在工业控制系统中的应用 (2)
2008-08-11 10:07:19 来源：互联网
随着计算机网络、通讯、控制等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次。基于现场总线的智能仪表对现场总线技术在我国的推广应用具有非常重要的意义。本文在Modbus现场总线协议的基础上设计了一个工业温度控制系统。
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3.1 系统的硬件设计
系统主要由通讯电路（输入）、数据采集、输出控制、LCD显示、通信及电源模块等组成。如图1所示，系统具有对外界温度信号进行采集的能力，采集的模拟信号经A/D模块转换为相应的数字量，送入微处理器进行处理。采集到的每一路温度都要与系统此路的温度设定值进行比较，然后根据结果调用合适的控制算法，并通过控制相应的继电器的占空比实现对温度的调节。
考虑到系统实际应用，在硬件设计方面，微控制器选用了台湾Syncmos公司生产的8位微控制器SM5964, 它是80C52 微控制器家族的派生产品，其强大的片内资源，只需添加少量的外围器件即可实现系统的要求。温度测量利用Pt （100Ω）热敏电阻，测量的模拟信号经A/D模块转换后送入微处理进行处理。
模数转换器选用凌特公司（Linear Technology）推出的20位无延迟模数转换器LTC2430，此模块可直接对测量的毫伏级信号进行处理，并能够满足精度要求。
其它也选用了与通信和输出控制相关的器件。
图1 系统结构框图
由于篇幅关系，只介绍本系统通信部分的电路原理。由于标准的ModBus物理层采用了RS-232串行通信标准，在PC机上模拟MODBUS通信通过使用RS-485插卡或者RS-232/ RS-485转换模块，实现多点通信，这里选用的是
RS-232/RS-485转换模块。电路图如图2所示：
图2 通信电路原理图
SM5964的串行发送端口TXD和接收端口RXD经MAX232芯片进行电平转换后，分别与PC机的数据接收端口RXD和数据发送端口TXD相连接。SM5964串行通信的发送端TXD连接到的11引脚，发出的数据信号经过MAX232芯片转换后，由0～5V的TTL电平变为-12～+12V的RS232电平，从14引脚输出到PC机串行口的第
二引脚。按RS232通信协议规定，PC机串行口的第二引脚为数据输入端，这样，发出的数据就可被PC机接收到。由PC机串行口的发送端TXD（PC机串行口的第三引脚）传输来的数据，作为RS232电平的信号输入到MAX232芯片的第13引脚，经过MAX232芯片进行电平转换后变为TTL电平，再由MAX232的12引脚输出到SM5964串行口的接收端口RXD。从而完成数据的双向传输。
在设计中，使用了两个发光二极管D7和D8监视通信的工作状态。
3.2 系统的软件设计
本系统的软件设计是基于软件开发平台μC/OS-II，它是由Labrosse先生编写的一个开放式内核，最主要的特点就是源码公开，清晰明了。在单片机系统中嵌入μC/OS-II将增强系统的可靠性，并使得调试程序变得简单起来。但由于它没有功能强大的软件包，基于具体应用需要自己编写驱动程序，对内核进行扩充。为使其能够正常工作，要根据具体的硬件平台完成相应的移植工作。
μC/OS-II是一个占先式的内核，即已经准备就绪的高优先级任务可以剥夺正在运行的低优先级任务的CPU使用权。这个特点使得它的实时性比非占先式的内核要好。根据要实现的功能，我将系统划分为如下6个任务：按键处理、LCD显示、串行通信、输出任务、控制运算、信号采集处理。这里只介绍和ModBus总线协议相关的部分。
当选用的是ModBus的RTU模式时，一帧报文中字节与字节之间的时间间隔比帧与帧之间的时间间隔小得多，因此主要的难点在于如何判断一帧报文接收结束与否，这可以利用单片机内置的定时器来进行判断。若实际实现时，我们选择了19200的传输速率，那么空闲间隔时间T≥1/19200＊8＊3.5=1.5ms。每当接收到一个新的字节，就启动定时器开始计时，定时器的时间设定为帧与帧之间的最小时间间隔（上面提到的例子中是1.5ms）。波特率不同，该时间的间隔也不同。若不到预定时间又接收到下一个字节，则说明一帧报文尚未结束，定时器重新开始计数;若定时器顺利计数到预定时间，就会触发相应的中断，在该定时中断服务程序中设定帧结束标志字节，表明一帧报文接收完毕。这样就可以防止报文接收不完整，导致该帧通讯任务无法结束而影响下一帧的接收。
图3 接收程序流程图
ModBus协议在工业控制系统中的应用 (3)
2008-08-11 10:07:19 来源：互联网
随着计算机网络、通讯、控制等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次。基于现场总线的智能仪表对现场总线技术在我国的推广应用具有非常重要的意义。本文在Modbus现场总线协议的基础上设计了一个工业温度控制系统。
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如图3所示，在一个帧开始接收时判断接收的第一个字节是否为本机地址，如果是则保存到接收缓冲区中，不是则继续等待下一帧报文的到来，这样节省了保存数据的时间，接收中断服务程序只是保存数据而不处理数据，只是在一帧新的报文接收结束后，通知系统（通过发出信号量来实现）;ModBus协议还规定了从方接收报文不正确时发问的出错帧。考虑到装置内部通信的过程不是很复杂，在实际应用中如果从方收到的报文校验不正确，采取不作应答的方式。主方若在规定时间内未收到从方的应答报文时，将重发请求报文;若多次末收到从方应答报文，则报通讯故障。上面的措施大大缩短了中断服务程序的执行时间，防止了系统资源的无谓浪费。
在数据处理方面设计了一个环形的缓冲区，用来存放接收到的数据，这个缓冲区是一个两维数组。假设一个帧不超过12个字节，可以定义了一个5＊12的二维数组。数组的第一个元素是标志位，前四位用来表示数据是否已经处理，后四位存放接收的数据的个数;每接收一个帧的数据，数组下移一个。当接收的数据要覆盖未处理数据时系统报警，这种情况一般不会发生，因为数据处理程序在本系统中被设成优先级最高。
在ModBus协议中另外一个问题就是CRC校验和的计算问题，一般情况下它是由硬件电路直接产生的，这样速度比较快，系统负载小;但是在本文中介绍的单片机中没有这种专用电路，而且一般的中低端的单片机一般也不具有这种专用电路。这里我们只有充分利用现有的资源，如果直接计算的话，单片机负载很大，
而且浪费了大量的系统时间，影响系统的实时性，考虑到我所使用的MCU的Flash ROM比较大，可以存储大量的常量线性表数据，利用查表方式可以非常方便的计算出CRC校验码。
四、结束语
在本文中比较详细地介绍了ModBus总线协议，并最终设计了一个实现多点温度测量和控制的使用系统，希望本系统对类似的通讯应用有所帮助。
参考资料
1. Modicon ModBus Protocol Reference Guide.PI一MBUS一300 Rev. J
2. Mark Nelson著.串行通讯开发指南. 北京：中国水利水电出版社，2000
3. 王田苗主编.嵌入式系统设计与实例开发. 北京：清华大学出版社，2002
常用几种通讯协议 Modbus Modbus技术已成为一种工业标准。它是由Modicon公司制定并开发的。其通讯主要采用RS232，RS485等其他通讯媒介。它为用户提供了一种开放、灵活和标准的通讯技术，降低了开发和维护成本。 Modbus通讯协议由主设备先建立消息格式，格式包括设备地址、功能代码、数据地址和出错校验。从设备必需用Modbus协议建立答复消息，其格式包含确认的功能代码，返回数据和出错校验。如果接收到的数据出错，或者从设备不能执行所要求的命令，从设备将返回出错信息。 Modbus通讯协议拥有自己的消息结构。不管采用何种网络进行通讯，该消息结构均可以被系统采用和识别。利用此通信协议，既可以询问网络上的其他设备，也能答复其他设备的询问，又可以检测并报告出错信息。 在Modbus网络上通讯期间，通讯协议能识别出设备地址，消息，命令，以及包含在消息中的数据和其他信息，如果协议要求从设备予以答复，那么从设备将组建一个消息，并利用Modbus发送出去。 BACnet BACnet是楼宇自动控制系统的数据通讯协议,它由一系列与软件及硬件相关的通讯协议组成,规定了计算机控制器之间所有对话方式。协议包括:(1)所选通讯介质使用的电子信号特性,如何识别计算机网址,判断计算机何时使用网络及如何使用。(2)误码检验,数据压缩和编码以及各计算机专门的信息格式。显然,由于有多种方法可以解决上述问题,但两种不同的通讯模式选择同一种协议的可能性极少,因此,就需要一种标准。即由ISO(国际标准化协会〉于80年代着手解决,制定了《开放式系统互联(OSI〉基本参考模式(Open System Interconnection/Basic Reference Model简称OSI/RM)IS0- 7498》。 OSI/RM是ISO/OSI标准中最重要的一个,它为其它0SI标准的相容性提供了共同的参考,为研究、设计、实现和改造信息处理系统提供了功能上和概念上的框架。它是一个具有总体性的指导性标准,也是理解其它0SI标准的基础和前提。 0SI/RM按分层原则分为七层,即物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。 BACnet既然是一种开放性的计算机网络,就必须参考OSIAM。但BACnet没有从网络的最低层重新定义自己的层次,而是选用已成熟的局域网技术,简化0SI/RM,形成包容许多局 域网的简单而实用的四级体系结构。 四级结构包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。
GB/T ××××—×××× 前言 -----------串行链路和TCP/IP上的MODBUS标准介绍 该标准包括两个通信规程中使用的MODBUS应用层协议和服务规范： ·串行链路上的MODBUS MODBUS串行链路取决于TIA/EIA标准：232-F和485-A。 ·TCP/IP上的MODBUS MODBUS TCP/IP取决于IETF标准：RFC793和RFC791有关。 串行链路和TCP/IP上的MODBUS是根据相应ISO层模型说明的两个通信规程。 下图强调指出了该标准的主要部分。绿色方框表示规范。灰色方框表示已有的国际标准（TIA/EIA和IETF标准）。 Modbus 协议规范 45页 MODBUS应用层MODBUS报文传输在TCP/IP 上的实现指南49页 在TCP/IP上的MODBUS映射 TCP IETF RFC 793 MODBUS报文IP IETF RFC 791 传输在串行链路 上的实现指南 45页 串行链路主站/从站以太网II/802.3 IEEE 802.2 TIA/EIA-232-F TIA/EI A-485-A 以太网物理层 MODBUS标准分为三部分。第一部分（“Modbus协议规范”）描述了MODBUS事物处理。第二部分（“MODBUS报文传输在TCP/IP上的实现指南”）提供了一个有助于开发者实现TCP/IP上的MODBUS应用层的参考信息。第三部分（“MODBUS报文传 输在串行链路上的实现指南”）提供了一个有助于开发者实现串行链路上的MODBUS 应用层的参考信息。
GB/T ××××—××××第一部分：Modbus协议 1
编号：_______________本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 modbus协议 甲方：___________________ 乙方：___________________ 日期：___________________
1 . MODBUS 规约 MODBUS规约是MODICOM 公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约 Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。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。 此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通 信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样 侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。 标准的Modbus 口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号 位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。 控制器通信使用主一从技术，即仅设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（区设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。 主设备可单独和从设备通信, 也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设住回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了匕 设备查询的格式:设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。 从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回 的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其 命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。 在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。 这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可 允许同时发生的传输进程。 在消息位，Modbus协议仍提供了主一从原则，尽管网络通信方法是“对等”。
MODBUS通讯协议说明 1、概述 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。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。 本文档通信协议说明详细地描述了MODBUS设备的输入和输出命令、信息和数据，以便第三方使用和开发。 1.1通信协议的作用 使信息和数据在上位机（主站）和MODBUS设备之间有效地传递，允许访问MODBUS设备的所有测量数据。 MODBUS设备可以实时采集现场各种数据值,具备一个RS485通讯口，能满足MODBUS监控系统的要求。 MODBUS设备通信协议采用MODBUS RTU协议,本协议规定了应用系统中主机与MODBUS 设备之间，在应用层的通信协议，它在应用系统中所处的位置如下图所示： 本协议所处的位置 从机: 1.2 物理接口： 连接上位机的主通信口，采用标准串行RS485通讯口，使用压接底座。 信息传输方式为异步方式，主要配置参数，一般默认：起始位1位，数据位8位，停止位1位，无校验，数据传输缺省速率为9600b/s 2、MODBU通信协议详述 2．1 协议基本规则 以下规则确定在回路控制器和其他串行通信回路中设备的通信规则。 1）所有回路通信应遵照主/从方式。在这种方式下，信息和数据在单个主站和从站（监控设备）之间传递。 2）主站将初始化和控制所有在通信回路上传递的信息。 3）无论如何都不能从一个从站开始通信。 4）所有环路上的通信都以“打包”方式发生。一个包裹就是一个简单的字符串（每个字符串8位），一个包裹中最多可含255个字节。组成这个包裹的字节构成标准异步串行数据，并按8位数据位，1位停止位，无校验位的方式传递。串行数据流由类似于RS232C中使用的设备产生。 5）所有回路上的传送均分为两种打包方式： A) 主/从传送 B) 从/主传送 6）若主站或任何从站接收到含有未知命令的包裹，则该包裹将被忽略，且接收站不予响应。
百特工控 福州福光百特自动化设备有限公司 RS485通讯协议使用手册
目录 1. 2. XMA5000 (25) 2.4.2. XMAF5000 (26) 2.4.3. XMGA5000/XMGA6000/XMGA7000 (27) 2.4.4. XMGAF5000/XMGAF6000 (28) 2.4.5. XMPA7000 (29) 2.4.6. XMPAF7000 (30) 2.4.7. XMPA8000 (31) 2.4.8. XMPAF8000 (32) 2.5.1. DFD5000/DFQ5000/DFDA5000/DFQA5000/DFQA7000 (33) 2.5.2. XMRA5000/XMRA6000 (34) 2.5.3. XMRAF5000/XMRAF6000 (35) 2.5.4. XMRA7000 (36) 2.5.5. XMRAF7000 (37) 2.5.6. XMRA8000 (38) 2.5.7. XMRAF8000 (39)
1. RS485通讯协议 1.1. 主从式半双工通讯，主机呼叫从机地址，从机应答方式通讯。串行通讯，数据帧11位，1个起始，8个 数据位，2个停止位 1.2. 1.2.1. 0（30H） 5（35H） A（41H） F（46H） 1.2.2. DC1（11H DC3（13H STX（02H ETB（17H US （1FH NAK（15H 1.3. 1.3.1. 1.3.1.1. 读单通道瞬时值 主机发送：DC1 AAA CC ETX DC1（11H）：读瞬时值 AAA ：从机地址码（=001～254） CC ：通道号（=01-99） ETX（03H）：主机结束符 从机回送：STX AAA CC US MM US DDDDDDD US EEEE US SSSSS ETB STX（02H）：从机起始符 AAA ：从机地址码（=001～254） CC ：通道号（=01-99） US（1FH）：参数间隔符 MM ：表型字（=00～99） DDDDDDD ：瞬时值（-32167～32767,32767=brok,16000=H.oFL,-2000=L.oFL, 小数点在实际位置） EEEE ：报警1～4报警状态（E=0:OFF E=1:ON） SSSSS ：校验和5位十进制=00000～65535，从STX到最后一个US间每个 字符ASC值的和，再除以65536的余数） ETB（17H）：从机结束符 例子：主机发送：11H 30H 30H 31H 30H 31H 03H（读001号表01通道瞬时值） 从机回送：02H 30H 30H 31H 30H 31H 1FH 30H 36H 1FH 2DH 30H 31H 32H 33H 2EH 34H 1FH 31H 30H 30H 30H 1FH 30H 31H 30H 30H 34H 17H（001号表为XMA5000系列，01号通道瞬时值=-0123.4，报警1 动作，报警2不动作，校验和=1004） 1.3.1. 2. 读多通道瞬时值 主机发送：DC1 AAA CC ETX DC1（11H）：读瞬时值 AAA ：从机地址码（=001～254） CC ：通道号（=00） ETX（03H）：主机结束符 从机回送1：STX AAA CC US MM US DDDDDDD US EEEE US SSSSS ETB STX（02H）：从机起始符 AAA ：从机地址码（=001～254） CC ：通道号（=01，表示不支持多通道批读，由表型号字判断通道数，
每个仪表都有自己独特的通讯协议，常见的有modbus通讯协议、RS-232通讯协议、RS-485通讯协议、HART通讯协议等等，那么这些通讯协议究竟是怎么工作的，有哪些优缺点呢？本文将重点介绍目前常见的几种通讯协议！帮助仪表人学习。 通讯协议：又称通信规程，是指通讯双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。 常用的仪表通讯协议有： ?modbus通讯协议 ?RS-232通讯协议 ?RS-485通讯协议 ?HART通讯协议。 ?MPI通信 ?串口通信 ?PROFIBUS通信
?工业以太网 ?ASI通信 ?PPI通信 ?远程无线通信 ?TCP ?UDP ?S7 ?profibus ?pofinet ?MPI ?PPI ?Profibus-DP ?Devicenet ?Ethernet Modbus通讯协议1 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。 由于modbus协议是完全公开透明的，所需的软硬件又非常简单，这就使它成为了一种通用的工业标准。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。 特点 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。 modbus通讯协议是一种主从式异步半双工通信协议，采用主从式通讯结构，可以使一个主站对应多个从站进行双向通信。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 Modbus协议包括ASCII、RTU等通讯方式，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
基于tcp/ip协议的modbus 业以太网与Modbus TCP/IP 一以太网的标准 以太网是一种局域网。早期标准为IEEE802.3，数据链路层使用CSMA/CD，10Mb/s 速度物理层有： (1)10Base5粗同轴电缆，RG-8，一段最长为500m； (2)10Base2细同轴电缆，RG-58，一段最长为185m； (3)10Base T双绞线，UTP或STP，一段最长为100m。 快速以太网为100Mb/s，标准为802.3a，介质为100Base Tx双绞线、100Base Fx光纤。 目前10/100M以太网使用最为普遍，很多企事业用户已实现100M到以太网桌面，确实体验到高速“冲浪”的快感，另外从距离而言，非屏蔽双绞线(UTP)为100m，多模光纤可达2～3km，单模光纤可大于100km。千兆以太网1000Mb/s为802.3z/802.3ab，万兆以太网10Gb/s 为802.3ae，将为新一轮以太网的发展带来新的机遇与冲击。 二工业以太网与商用以太网的区别 什么是工业以太网？技术上，它与IEEE802.3兼容，故从逻辑上可把商用网和工业网看成是一个以太网，而用户可根据现场情况，灵活装配自己的网络部件，但从工业环境的恶劣和抗干扰的要求，设计者希望采用市场上可找到的以太网芯片和媒介，兼顾考虑下述工业现场的特殊要求：首先要考虑高温、潮湿、振动；二是对工业抗电磁干扰和抗辐射有一定要求，如满足EN50081-2、EN50082-2标准，而办公室级别的产品未经这些工业标准测试，表1列出了一些常用工业标准。为改善抗干扰性和降低辐射，工业以太网产品多使用多层线路板或双面电路板，且外壳采用金属如铸铝屏蔽干扰；三是电源要求，因集线器、交换机、收发器多为有源部件，而现场电源的品质又较差，故常采用双路直流电或交流电为其供电，另外考虑方便安装，工业以太网产品多数使用DIN导轨或面板安装；四是通信介质选择，在办公室环境下多数配线使用UTP，而在工业环境下推荐用户使用STP(带屏蔽双绞线)和光纤。
Modbus通信编程 摘要工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制，如今已进入网络时代，工业控制器连网也为网络管理提供了方便。Modbus就是工业控制器的网络协议中的一种。 关键词Modbus协议，串行通信，LRC校验，CRC校验，RS-232C 1. Modbus 协议简介 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。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。 此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。 1.1 在Modbus网络上转输 标准的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。 控制器通信使用主—从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。 主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。 从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。 1.2 在其它类型网络上转输
ModBus协议在工业控制系统中的应用 (1) 2008-08-11 10:07:19 来源：互联网 随着计算机网络、通讯、控制等技术的发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次。基于现场总线的智能仪表对现场总线技术在我国的推广应用具有非常重要的意义。本文在Modbus现场总线协议的基础上设计了一个工业温度控制系统。 关键字：现场总线[174篇] ModBus协议[5篇] 单片机控制[2篇] 一、ModBus协议简介 当今世界，工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制。在进入网络时代的今天，工业控制器连网也为网络管理提供了方便。ModBus协议就是工业控制器的网络协议中的一种。ModBus协议是Modicon公司于1978年发明的一种用于电子控制器进行控制和通讯的通讯协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以进行通信。它的开放性、可扩充性和标准化使它成为一个通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以简单可靠地连成工业网络，进行系统的集中监控，从而使它成为最流行的协议之一。 ModBus协议包括ASCII, RTU, PLUS, 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ModBus 是使用RS-232C 兼容串行接口， RS-232C规定了连接器针脚、接线、信号电平、波特率、奇偶校验等信息，ModBus的ASCII, RTU协议则在此基础上规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式。ModBus控制器的数据通信采用Master/Slave方式（主/从），即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可以应用在支持ModBus协议的PLC和PLC之间、PLC和个人计算机之间、计算机和计算机之间、远程PLC和计算机之间以及远程计算机之间（通过Modem连接），可见ModBus的应用是相当广泛的。由于ModBus是一个事实上的工业标准，许多厂家的PLC, HMI、组态软件都支持ModBus，而且ModBus是一个开放标准，其协议内容可以免费获得，一些小型厂商甚至个人都可根据协议标准开发出支持ModBus的产品或软件，从而使其产品联入到ModBus的数据网络中。 因此，ModBus有着广泛的应用基础。在实际应用中，可以使用 RS232, RS 485 /422 , Modem加电话线、甚至TCP/IP来联网。所以，ModBus 的传输介质种类较多，可以根据传输距离来选择。 二、ModBus协议的通讯格式 ModBus可分为两种传输模式：ASCII模式和RTU模式。使用何种模式由用户自行选择，包括串口通信参数（波特率、校验方式等）。在配置每个控制器的时候，同一个ModBus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
MODBUS-TCP 协议 一以太网的标准 以太网是一种局域网。早期标准为IEEE 802.3，数据链路层使用CSMA/CD，10Mb/s 速度物理层有： (1)10 Base 5粗同轴电缆，RG-8，一段最长为500m； (2)10 Base 2细同轴电缆，RG-58，一段最长为185m； (3)10 Base T双绞线，UTP或STP，一段最长为100m。 快速以太网为100Mb/s，标准为802.3a，介质为100 Base Tx双绞线、100 Base Fx光纤。 目前10/100M以太网使用最为普遍，很多企事业用户已实现100M到以太网桌面，确实体验到高速“冲浪”的快感，另外从距离而言，非屏蔽双绞线(UTP)为100m，多模光纤可达2～3km，单模光纤可大于100km。千兆以太网1000Mb/s为802.3z/802.3ab，万兆以太网10Gb/s 为802.3ae，将为新一轮以太网的发展带来新的机遇与冲击。 二工业以太网与商用以太网的区别 什么是工业以太网？技术上，它与IEEE802.3兼容，故从逻辑上可把商用网和工业网看成是一个以太网，而用户可根据现场情况，灵活装配自己的网络部件，但从工业环境的恶劣和抗干扰的要求，设计者希望采用市场上可找到的以太网芯片和媒介，兼顾考虑下述工业现场的特殊要求：首先要考虑高温、潮湿、振动；二是对工业抗电磁干扰和抗辐射有一定要求，如满足EN50081-2、EN50082-2标准，而办公室级别的产品未经这些工业标准测试，表1列出了一些常用工业标准。为改善抗干扰性和降低辐射，工业以太网产品多使用多层线路板或双面电路板，且外壳采用金属如铸铝屏蔽干扰；三是电源要求，因集线器、交换机、收发器多为有源部件，而现场电源的品质又较差，故常采用双路直流电或交流电为其供电，另外考虑方便安装，工业以太网产品多数使用DIN导轨或面板安装；四是通信介质选择，在办公室环境下多数配线使用UTP，而在工业环境下推荐用户使用STP(带屏蔽双绞线)和光纤。 三TCP/IP 1. 为什么使用TCP/IP？ 最主要的一个原因在于它能使用在多种物理网络技术上，包括局域网和广域网技术。TCP/IP协议的成功很大程度上取决于它能适应几乎所有底层通信技术。 20世纪80年代初，先在X.25上运行TCP/IP协议；而后又在一个拨号语音网络(如电话系统)上使用TCP/IP协议，又有TCP/IP在令牌环网上运行成功；最后又实现了TCP/IP远程
工业遥控系统RF通信协议 1范围 本协议约定工业遥控系统RF通信协议，本协议适用于工业遥控系统的射频数据通信。2规范性引用文件 无。 3术语与定义 本标准术语定义引用:无。 4网络物理描述 本标准物理层描述引用:无。 5符号缩写的含义 表 1 符号缩写
6物理层 由于通信接口芯片采用TI公司的数字调制解调电路CC1100，调制方式为2-FSK，数据速率为38400 bps。物理层的帧格式依据CC1100的技术特点而设计。 6.1 CC1100物理层基本帧结构 图 1 基本帧结构 设计采用固定长度的报文，长度为21字节。并由CC1100硬件实现用户数据的循环码校验（CRC16）、交织编码（INTERLEAVING）、前向纠错（FEC）、数据白化（WHITENING），并在白化数据发送前插入前导码（我们编程为4字节），同步码结构（我们编程为4字节）。 软件通过编程CC1100控制寄存器，实现功能配置。 表 2 CC1100调制码参数配置 7链路层 7.1通信匹配地址 本系统采用点对点通信方式，只有通信地址匹配的报文才得到处理，通信地址不匹配的报文被丢弃，以确保系统的稳健可靠。对于港口起重等需要双遥控器情况，通过功能码扩展主、从遥控器。系统采用16位二进制匹配地址码，理论上支持65535套遥控系统。 7.2通信连接 通信状态维护采用连接方式，除了信道管理相关的数据包外，其他遥控命令数据包的发送前均应检查无线信道连接状态，只有在连接正常的情况下，才启动数据包发送。 数据包发送时间分析：4+4+（21+2）*2=54字节，54*8/38.400=11.25ms。再考虑通信的收发转换、频率校准、接收机的数据处理周期等开销，一问一答的开销约25ms。考虑到系统容余等因素，通信周期可设计为30ms。 7.2.1信道连接的建立 遥控器开机后处在接收状态，进行信道统计。信道统计的方法为按信道表依次轮询，读取信道的RSSI值，统计出每个信道上的最大RSSI、最小RSSI，计算出每个信道的RSSI平均值。每个信道的统计时间为T3（信道统计时间）。为确保该信道不被同类设备占用，T3必须大于心跳包发送周期T2。从统计的信道中选取最好的信道进行连接。信道选取过程为：
目录 1、Modbus简介 (2) 1.1MODBUS功能码简述 (3) 1.2功能码说明 (4) 1.3寄存器种类说明 (5) 1.4 PLC地址和协议地址区别 (6) 1.4.1 寄存器PLC地址 (6) 1.4.2 寄存器协议地址 (6) 2.MODBUS指令说明 (6) 2.1 读线圈寄存器01H (6) 2.2 读离散输入寄存器02H (9) 2.3 读保持寄存器03H (11) 2.4 读输入寄存器04H (13) 2.5 写单个线圈寄存器05H (15) 2.6 写单个保持寄存器06H (17) 2.7 写多个线圈寄存器0FH (18) 2.8 写多个保持寄存器10H (21)
1、Modbus简介 Modbus是由Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。 ModBus网络只有一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定. Modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有： (1)标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus 的产品超过600种。 (2)Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。 (3)Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。其传输模式有：RTU、ASSCII 、TCP
工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制,如今已进入网络时代,工业控制器连网也为网络管理提供了方便。Modbus就是工业控制器的网络协议中的一种。 1.协议概述 物理层：传输方式：RS485 通讯地址：0-247 通讯波特率：可设定 通讯介质：屏蔽双绞线 传输方式：主从半双工方式 协议在一根通讯线上使用应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备（从机），然后，在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。 协议只允许在主计算机和终端设备之间，而不允许独立的设备之间的数据交换，这就不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。 一个数据帧格式： 1位起始位，8位数据，1位或者无奇偶检验位、1位或者2位停止位。 一个数据包格式： 协议详细定义了校验码、数据格式、功能码等，这些都是特定数据交换的必要内容。 当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“口”进入寻址到的设备，该设备去掉数据帧的“信封”（数据头），读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务，然后，它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中，把数据帧返回给发送者。返回的响应数据中包含了以下内容：终端从机地址(Address)、被执行了的命令(Function)、执行命令生成的被请求数据(Data)和一个校验码(Check)。发生任何错误都不会有成功的响应。 地址（Address）域 地址域在帧的开始部分，由8位（0 ~ 255）组成，这些位标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。每个终端设备的地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询。当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。 功能（Function）域 功能域代码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。表1 – 1列出了部分常用的功能码、它们的意义及它们的初始功能。 表 1 – 1 功能码
ModBusRTU通讯协议 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。 当在网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成应答并使用Modbus 协议发送给询问方。 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，我们只要把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。 （一）、通讯传送方式： 通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与ModBusRTU通讯规约相兼容： 初始结构= ≥4字节的时间 地址码= 1 字节 功能码= 1 字节 数据区= N 字节 错误校检= 16位CRC码 结束结构= ≥4字节的时间 地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。 功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为１(比如功能码大与此同时127)，则表明从机没有响应操作或发送出错。
Modbus 协议简介 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。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。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在一Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。 在Modbus网络上转输 标准的Modbus口是使用一RS-232兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。 控制器通信使用主—从技术,即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。 主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回一消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。 从设备回应消息也由Modbus协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。 在其它类型网络上转输 在其它网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和
OPC通讯协议介绍 OPC(OLE for Process Control, 用于过程控制的OLE)是一个工业标准，管理这个标准国际组织是OPC基金会，OPC基金会现有会员已超过220家。遍布全球，包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。 基于微软的OLE(现在的Active X)、COM (部件对象模型)和DCOM (分布式部件对象模型)技术。OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。 OPC全称是OLE for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。 COM是Component Object Model的缩写，是所有OLE机制的基础。COM 是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将Windows下的对象定义为独立单元，可不受程序限制地访问这些单元。这种标准可以使两个应用程序通过对象化接口通讯，而不需要知道对方是如何创建的。例如，用户可以使用C++语言创建一个Windows对象，它支持一个接口，通过该接口，用户可以访问该对象提供的各种功能，用户可以使用Visual Basic，C，Pascal，Smalltalk 或其它语言编写对象访问程序。在Windows NT4.0操作系统下，COM规范扩展到可访问本机以外的其它对象，一个应用程序所使用的对象可分布在网络上，COM 的这个扩展被称为DCOM（Distributed COM）。 通过DCOM技术和OPC标准，完全可以创建一个开放的、可互操作的控制系统软件。OPC采用客户/服务器模式，把开发访问接口的任务放在硬件生产
第一章 Modbus 协议 □ 介绍Modbus 协议介绍 □ 两种串行传输模式 □ 信息帧 □ 错误检查方法 Modbus 协议介绍 Modbus 可编程控制器之间可相互通讯，也可与不同网络上的其他设备进行通讯，支撑网络有Modicon 的Modbus 和Modbus+工业网络。网络信息存取可由控制器内置的端口，网络适配器以及Modicon 提供的模块选件和网关等设备实现，对OEM(机械设备制造商)来说，Modicon 可为合作伙伴提供现有的程序，可使Modbus+网络紧密地集成到他们的产品设计中去。 Modicon 的各种控制器使用的公共语言被称为 Modbus 协议，该协议定义了控制器能识别和使用的信息结构。当在Modbus 网络上进行通讯时，协议能使每一台控制器知道它本身的设备地址，并识别对它寻址的数据，决定应起作用的类型，取出包含在信息中的数据和资料等，控制器也可组织回答信息，并使用Modbus 协议将此信息传送出去。 在其他网络上使用时，数据包和数据帧中也包含着Modbus 协议。如，Modbus+或MAP 网络控制器中有相应的应用程序库和驱动程序，实现嵌入式Modbus 协议信息与此网络中用子节点设备间通讯的特殊信息帧的数据转换。 该转换也可扩展，处理节点地址，路由，和每一个特殊网络的错误检查方法。如包含在Modbus 协议中的设备地址，在信息发送前就转换成节点地址，错误检查区也用于数据包，与每个网络的协议一致，最后一点是需用Modbus 协议，写入嵌入的信息，定义应处理的动作。 图1说明了采用不同通讯技术的多层网络中设备的互连方法。在信息交换中，嵌入到每个网络数据包中的Modbus 协议，提 主处理器 4个Modus 设备或网络 编程器 编程器 (去MB+) S980(去MAP) AT/HC-984 和 HOST/MMHI AT/HC-984 HOST/MMHI 984A/B 和 S985
MODBUS 规约中文说明书1．MODBUS规约 MODBUS规约是MODICOM公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。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。 此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。 标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。 控制器通信使用主—从技术，即仅设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。 主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。 从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。 在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。 在消息位，Modbus协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。
网络由以下来定义： □拓扑（总线，令牌环，星形，树状，网状等等） □物理局限（长度，速率，用户数量，等等） □所采用的传输媒体（线缆，光缆，无线电波等） □网络接入类型（随机接入，主从站，带或不带故障管理的令牌环，等等） □传输模式（同步/异步，分组，串行/并行，NRZ/曼彻斯特编码，等） □协议（TCP/IP，FIP，MODBUS，等）。 系统 每秒钟的波特和比特数 当选用线缆时所要考虑的重要的参数是带宽。带宽与由波特表示的调制速率有关。 波特经常被错误的表示为每秒的比特数。 该参数对用户非常有用。两者容易混淆是由于它们的比价通常为1。 比价为2表示吞吐量是通讯速率的二倍。
结构体系 (以推荐的SubD9连接，波特率1200时最大长度3000米， 波特率9600时最大长度300米，总线拓扑。) （以SubD9或25pts 连接，波特率19200时最大长度15米。） （以推荐的SubD9连接，波特率19200时最大长度1200米。） （以推荐的SubD9连接，波特率19200时最大长度1200米，总线拓扑。） 拓扑 总线 环 星形 点对点
从电源电压（12V或24V）获得的20mA电流流经回路。对于正常线路（20mA：线路静止状态）连接每个站大约损失125V。 □从站的发送器通常和主站的接收器串行连接（正常 线路，20mA静止状态）： 主站从站从站从站 □从站的发送器能和主站的接收器并行连接。在此例 中，线路的静止状态是0mA： 主站从站从站从站
实际的DB25-DB25连接 定义：DTE（数据终端设备）表示终端或计算机。 定义：DCE（数据通讯设备）表示调制解调器（或打印机）。□用直接的PIN-TO-PIN电缆连接不同类型的设备（DTE-DCE）。 □用特殊电缆连接相同类型的设备： 2DTE-DTE，用NUL-调制解调器电缆， 2DCE-DCE，用NUL-终接电缆。 注意：术语“DCE”和“DTE”与连接器的类型和性别无关。 标准的RS232C不能明确定义连接器是插头型还是插座型。它的目的只是标准化其连接器针及所用电压的功能和用途。 定义：并行通讯是指8位二进制码元（1个字节）同时传输。字节中的8个比特同时送往通讯介质。 打印机通常用带有DB25连接器的并行电缆连接到计算机上。 并行电缆的最大长度是30米。并行电缆太长会使所传输的数据出错，这是由于电磁干扰和矩形波发生变形。（当为比特1或0时） 定义：串行通讯是指比特一个接一个传输。 该模式用于两个机器间的距离太远而不能用并行连接的情况。注意计算机和调制解调器以串行连接。制造商通常按照标准RS232-C来做。 推荐的串行电缆的最大长度是30米，如果考虑到标准 RS232-C所规定的电气特性，还可采用更长的电缆。