Modbus TCP协议.docx

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1、ModbusTCP协议导语：Modbus总线有三种协议：ModbusRTU协议、ModbusASCII协议和ModbusTCP协议，Modbus总线活泼在工业通信领域。ModbusRTU和ModbusASCII擅长串行通信，比方基于RS485或RS232的通信，而ModbusTCP那么擅长基于以太网的通信。由于底层所使用的构造不同，Modbus的应用数据单元ApplicationDataUnit，ADU有所不同。你可能并去清楚什么是ADU，昌晖仪表下面来详细介绍。Modbus总线有三种协议：ModbusRTU协议、ModbusASCII协议和ModbusTCP协议，Modbus总线活泼在工业通

2、信领域。ModbusRTU和ModbusASCII擅长串行通信，比方基于RS485或RS232的通信，而ModbusTCP那么擅长基于以太网的通信。由于底层所使用的构造不同，Modbus的应用数据单元ApplicationDataUnit，ADU有所不同。你可能并去清楚什么是ADU，昌晖仪表下面来详细介绍。为了进展通信，Modbus规定了一种很简单的数据构造，被称为“协议数据单元ProtocolDataUnit，PDU。协议数据单元由功能码+数据构成，如下面这张图：功能码的长度为1个字节，它表示要执行的功能。比方常见的：01读取线圈；02读取离散量输入值；03读取保持存放器值；05写单个线圈等

3、；数据局部的长度为0-252个字节，它表示要读的地址或要写入的值，不同的功能码对应的数据有所不同。比方01功能码，其数据为4个字节，其中前两个字节表示要读取的线圈的地址，后两个字节表示要读取线圈的数量；而对于05功能码，其数据也是4个字节，前两个字节表示要写入线圈的地址，后面两字节表示要写入的值。协议数据单元有三种类型：恳求型协议数据单元RequestPDU、应答型协议数据单元ResponsePDU、及异常应答型协议数据单元ExcepTIonResponsePDU，更多关于协议数据单元的内容，大家可以去Modbus官网下载通信标准好好浏览。协议数据单元是Modbus的通用数据构造，它与底层物理

4、构造无关，ModbusRTU、ModbusASCII和ModbusTCP都使用一样的协议数据单元。但是，Modbus在通信的时候，总要依赖物理网络。因此要把协议数据单元映射到物理网络上，这就形成了应用数据单元ApplicaTIonDataUnit，ADU。由于底层网络的不同，ModbusTCP跟ModbusRTU和ModbusASCII的应用数据单元是不同的，ModbusRTU和ModbusASCII的ADU构造如下列图所示：而ModbusTCP的ADU构造如下：可以看到，ModbusTCP的应用数据单元是在协议数据单元的根底上，添加了一个叫做“MBAP头MBAPHeader的构造。MBAP是

5、英文“ModBusAPlicaTIon的缩写，即“应用数据单元的意思。MBAP头构造由7个字节构成，如下表所示：其中：传输标识符：用于标识应用数据单元，即恳求和应答之间的配对；客户端对该局部进展初始化，效劳器端将其拷贝到自己的ADU中；协议标识符：系统间的协议标识，0=Modbus；长度：接下来要发送的数据长度，即：单元标识符+PDU的总长度，以字节为单位；单元标识符：用于系统间的站寻址，比方在以太网+串行链路的网络中，远程站的地址；这就是ModbusTCP的ADU构造，即：MBAP头+PDU，是不是很简单呢？ModbusTCP的数据传输采用的是一种被称为“客户端/效劳器的形式，这也是上面的表

6、格中会出现客户端/效劳器功能描绘的原因。其实，很多网络通信都采用的这种方式，比方大名鼎鼎的西门子的S7通信协议。在串行链路中，这种方式也称为主-从通信。讲道这里，大家可能会有一个疑惑。因为Modbus在网络通信中，通常需要写明IP地址和端口号，为什么ModbusTCP的ADU中没有相关的内容呢？哈哈，其实这是因为ModbusTCP是一个应用层的协议，而你讲的IP地址和端口号属于传输层/网络层的协议。还没明白，好吧，看看这张图：你看，在逻辑上ModbusTCP是在TCP层上的。在发送数据的时候，ModbusTCP的应用数据单元首先向下传送给传输层，加上TCP协议的报文；再传送给网络层，加上IP协

7、议的报文；再向下传送给数据链路层及物理层；接收的经过正好相反，从物理层一层一层的去掉相应层的报文，最终到达应用层。所以在使用ModbusTCP进展数据传输的时候，是要配合TCP/IP协议来使用的。通常假如你使用电脑编程，就要用到SOCKET技术；假如是使用plc编程，通常厂家已经把底层通信封装成库指令了，你只要直接调用就好了。比方西门子S7-200SMART/1200/1500等PLC都有现成的Modbus-TCP指令库。偷偷告诉你一声，昌晖仪表后续会写基于PLC和基于PC的Modbus-TCP通信的文章。还有一点要十分讲明一下，ModbusTCP使用的端口号是502，一定要给ModbusTCP预留好，不能被别人占用哦。0