Modbus-MODBUS-TCP-協(xié)議解析培訓(xùn)課件.ppt

《Modbus-MODBUS-TCP-協(xié)議解析培訓(xùn)課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、Modbus-MODBUS-TCP-協(xié)議解析概述1Modbus是MODICON公司于1979年開(kāi)發(fā)的一種通訊協(xié)議，是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。1996年施耐德公司推出了基于以太網(wǎng)TCP/IP的Modbus協(xié)議——ModbusTCP。Modbus協(xié)議是一項(xiàng)應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議，包括ASCII、RTU、TCP三種報(bào)文類型，協(xié)議本身并沒(méi)有定義物理層，只是定義了控制器能夠認(rèn)識(shí)和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管他們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網(wǎng)口。采用Master/Slave（主/從

2、）方式通信。Modbus在2004年成為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。Modbus協(xié)議規(guī)范2Modbus技術(shù)規(guī)范的關(guān)系Modbus應(yīng)用協(xié)議Modbus是一種簡(jiǎn)單客戶機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用協(xié)議客戶機(jī)能夠向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。服務(wù)器分析請(qǐng)求，處理請(qǐng)求，向客戶機(jī)發(fā)送應(yīng)答。通用Modbus幀結(jié)構(gòu)－－協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)Modbus協(xié)議定義了一個(gè)與基礎(chǔ)通信層無(wú)關(guān)的簡(jiǎn)單協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），特定總線或網(wǎng)絡(luò)上的Modbus協(xié)議映射能夠在應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（ADU）上引入一些附加域。Modbus事務(wù)處理（無(wú)差錯(cuò)）當(dāng)服務(wù)器對(duì)客戶機(jī)響應(yīng)時(shí)，它使用功能碼域來(lái)指示正常（無(wú)差錯(cuò)）響應(yīng)或者

3、出現(xiàn)某種差錯(cuò)（稱為異常響應(yīng)）。對(duì)于一個(gè)正常響應(yīng)來(lái)說(shuō)，服務(wù)器僅復(fù)制原始功能碼。Modbus事務(wù)處理（異常響應(yīng)）對(duì)于異常響應(yīng)，服務(wù)器將原始功能碼的最高有效位設(shè)置邏輯1后返回。異常碼指示差錯(cuò)類型。Modbus協(xié)議在串行鏈路上的實(shí)現(xiàn)3Modbus協(xié)議在串行鏈路上的實(shí)現(xiàn)模型主要是在RS485和RS232等物理接口上實(shí)現(xiàn)Modbus協(xié)議。在Modbus鏈路層上客戶機(jī)的功能由主站提供而服務(wù)器的功能由從站實(shí)現(xiàn)。層ISO/OSI模型7應(yīng)用層Modbus應(yīng)用協(xié)議6表示層空5會(huì)話層空4傳輸層空3網(wǎng)絡(luò)層空2數(shù)據(jù)鏈路層Modbus串行鏈路協(xié)議1物理層EIA/

4、TIA-485(或EIA/TIA232)Modbus主站-從站協(xié)議原理Modbus串行鏈路協(xié)議是一個(gè)主-從協(xié)議。在同一時(shí)刻，只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)連接與總線，一個(gè)或多個(gè)子節(jié)點(diǎn)（最大編號(hào)為247）連接于同一串行總線。Modbus通信由主節(jié)點(diǎn)發(fā)起，子節(jié)點(diǎn)在沒(méi)有收到來(lái)自主節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求時(shí)，從不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)。子節(jié)點(diǎn)之間互不通信。主節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)刻只會(huì)發(fā)起一個(gè)Modbus事務(wù)處理。主節(jié)點(diǎn)以兩種模式對(duì)子節(jié)點(diǎn)發(fā)送Modbus請(qǐng)求：廣播、單播。主站工作狀態(tài)圖從站工作狀態(tài)圖主/從通信的三種典型情況串行鏈路上的Modbus地址規(guī)則Modbus尋址空間有256個(gè)不同地址

5、地址0為廣播地址Modbus主節(jié)點(diǎn)沒(méi)有地址，子節(jié)點(diǎn)必須有一個(gè)唯一的地址01——247248——255廣播地址子節(jié)點(diǎn)單獨(dú)地址保留串行鏈路上的Modbus幀結(jié)構(gòu)Modbus串行鏈路協(xié)議是一個(gè)主/從協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)從站必須有唯一的地址（從1到247）從站地址用于尋址從站設(shè)備，由主站發(fā)起地址0用于廣播模式，不需要響應(yīng)RS-485和RS-232定義了標(biāo)準(zhǔn)的物理端口，提高互可操作性兩種Modbus串行傳輸模式ASCII模式：信息中的每個(gè)8Bit字節(jié)需2個(gè)ASCII字符,其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)許字符的傳輸間隔達(dá)到1s而不產(chǎn)生錯(cuò)誤;RTU模式：每個(gè)8Bit字節(jié)

6、包含兩個(gè)4Bit的十六進(jìn)制字符,其優(yōu)點(diǎn)是在同樣的波特率下,可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù),但是每個(gè)信息必須以連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳輸。優(yōu)點(diǎn)：公開(kāi)的協(xié)議，完全免費(fèi)。簡(jiǎn)單易用，性能穩(wěn)定。廣泛的知識(shí)資源支持。Modbus的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：自適應(yīng)性差，需合理組態(tài)。通信效率低。Modbus協(xié)議在TCP/IP上的實(shí)現(xiàn)4ModbusTCP簡(jiǎn)介ModbusTCP是運(yùn)行在TCP/IP上的Modbus報(bào)文傳輸協(xié)議。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。ModbusTCP是開(kāi)放的協(xié)議，IANA（InternetAssignedNu

7、mbersAuthority，互聯(lián)網(wǎng)編號(hào)分配管理機(jī)構(gòu)）給Modbus協(xié)議賦予TCP編口號(hào)為502，這是目前在儀表與自動(dòng)化行業(yè)中唯一分配到的端口號(hào)。ModbusTCP/IP協(xié)議模型ModbusTCP通信結(jié)構(gòu)ModbusTCP/IP的通信設(shè)備：連接至TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的ModbusTCP/IP客戶機(jī)和服務(wù)器設(shè)備?；ミB設(shè)備，如：在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和串行鏈路子網(wǎng)之間互連的網(wǎng)橋、路由器或網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。ModbusTCP數(shù)據(jù)幀ModbusTCP數(shù)據(jù)幀與串行鏈路數(shù)據(jù)幀的區(qū)別MBAP報(bào)文頭域長(zhǎng)度描述客戶機(jī)服務(wù)器事務(wù)處理標(biāo)識(shí)符2字節(jié)Modbus請(qǐng)求/響應(yīng)

8、事務(wù)處理的識(shí)別客戶機(jī)啟動(dòng)服務(wù)器從接收的請(qǐng)求中重新復(fù)制協(xié)議標(biāo)識(shí)符2字節(jié)0=Modbus協(xié)議客戶機(jī)啟動(dòng)服務(wù)器從接收的請(qǐng)求中重新復(fù)制長(zhǎng)度2字節(jié)隨后字節(jié)的數(shù)量客戶機(jī)啟動(dòng)（請(qǐng)求）服務(wù)器（響應(yīng)）啟動(dòng)單元標(biāo)識(shí)符1字節(jié)串行鏈路或其它總線上連接的遠(yuǎn)程從