Modbus協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議,控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(例如以太網(wǎng))和其它設備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標準。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡,進行集中監(jiān)控。
此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程,如果回應來自其它設備的請求,以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。
當在一Modbus網(wǎng)絡上通信時,此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址,識別按地址發(fā)來的消息,決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應,控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡上,包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡解決節(jié)地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。
1、在Modbus網(wǎng)絡上轉(zhuǎn)輸
標準的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口,它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。控制器能直接或經(jīng)由Modem組網(wǎng)。
控制器通信使用主—從技術(shù),即僅一設備(主設備)能初始化傳輸(查詢)。其它設備(從設備)根據(jù)主設備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應反應。典型的主設備:主機和可編程儀表。典型的從設備:可編程控制器。
主設備可單獨和從設備通信,也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信,從設備返回一消息作為回應,如果是以廣播方式查詢的,則不作任何回應。Modbus協(xié)議建立了主設備查詢的格式:設備(或廣播)地址、功能代碼所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、一錯誤檢測域。
從設備回應消息也由Modbus協(xié)議構(gòu)成,包括確認要行動的域、任何要返回的數(shù)據(jù)、和一錯誤檢測域。如果在消息接收過程中發(fā)生一錯誤,或從設備不能執(zhí)行其命令,從設備將建立一錯誤消息并把它作為回應發(fā)送出去。
2、在其它類型網(wǎng)絡上轉(zhuǎn)輸
在其它網(wǎng)絡上,控制器使用對等技術(shù)通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨的通信過程中,控制器既可作為主設備也可作為從設備。提供的多個內(nèi)部通道可允許同時發(fā)生的傳輸進程。
在消息位,Modbus協(xié)議仍提供了主—從原則,盡管網(wǎng)絡通信方法是“對等”。如果一控制器發(fā)送一消息,它只是作為主設備,并期望從從設備得到回應。同樣,當控制器接收到一消息,它將建立一從設備回應格式并返回給發(fā)送的控制器。
3、查詢—回應周期
(1)查詢
查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段包含了從設備要執(zhí)行功能的任何附加信息。例如功能代碼03是要求從設備讀保持寄存器并返回它們的內(nèi)容。數(shù)據(jù)段必須包含要告之從設備的信息:從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量。錯誤檢測域為從設備提供了一種驗證消息內(nèi)容是否正確的方法。
(2)回應
如果從設備產(chǎn)生一正常的回應,在回應消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應。數(shù)據(jù)段包括了從設備收集的數(shù)據(jù):象寄存器值或狀態(tài)。如果有錯誤發(fā)生,功能代碼將被修改以用于指出回應消息是錯誤的,同時數(shù)據(jù)段包含了描述此錯誤信息的代碼。錯誤檢測域允許主設備確認消息內(nèi)容是否可用。
兩種傳輸方式
控制器能設置為兩種傳輸模式(ASCII或RTU)中的任何一種在標準的Modbus網(wǎng)絡通信。用戶選擇想要的模式,包括串口通信參數(shù)(波特率、校驗方式等),在配置每個控制器的時候,在一個Modbus網(wǎng)絡上的所有設備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。
ASCII模式
RTU模式
