Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司(現(xiàn)在的施耐德電氣,Schneider Electic)于1979年為使用可編程邏輯控制器(PLC)通信而發(fā)表。Modbus已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)(Defacto)，并日現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間常用的連接方式

Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司(現(xiàn)在的施耐德電氣Schneider Electric)于1979年為使用可編程邏輯控制器(PLC)通信而發(fā)表。Modbus已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)(De facto)，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間常用的連接方式。Modbus比其他通信協(xié)議使用的更廣泛的主要原因有:

1.公開發(fā)表并且無版權(quán)要求

2.易于部署和維護(hù)

3.對(duì)供應(yīng)商來說，修改移動(dòng)本地的比特或字節(jié)沒有很多限制

Modbus允許多個(gè) (大約240個(gè))設(shè)備連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信，舉個(gè)例子，一個(gè)測(cè)量溫度和濕度的裝置，并且將結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)，在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng):(SCADA)中，Modbus通常用來連接監(jiān)控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)(RTU)

Modbus通信協(xié)議具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

?Modbus協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開放、公開發(fā)表且無版稅要求。用戶可以免費(fèi)獲取并使用Modbus協(xié)議，不需要交納許可證費(fèi)，也不會(huì)侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

?Modbus協(xié)議支持多種電氣接口，如RS232、RS485、TCP/IP等，還可以在各種介質(zhì)上傳輸，如雙絞線、光纖、紅外、無線。

?Modbus協(xié)議消息幀格式簡(jiǎn)單、緊湊、通俗易懂。用戶理解和使用簡(jiǎn)單，廠商容易開發(fā)和集成，方便形成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。

?可靠性: Modbus 是最古老的工業(yè)自動(dòng)化通信協(xié)議。它使用和編程簡(jiǎn)單，因此學(xué)習(xí)曲線較低。

?遺留基礎(chǔ)設(shè)施:許多制造商在早期自動(dòng)化方面投入了大量資金。Modbus 對(duì)于配置、DLR、節(jié)點(diǎn)、子站和其他基礎(chǔ)設(shè)施非常友好，這些基礎(chǔ)設(shè)施可能會(huì)被新的或更先進(jìn)的協(xié)議所淘汰。

?快速部署:Modbus可以輕松、立即集成到 SCADA和其他控制系統(tǒng)中

?靈活性: Modbus已適應(yīng)新興技術(shù)。例如，Modbus TCP 可以通過話配器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以與LAN 和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)集成。它還可以利用基于網(wǎng)絡(luò)和基于云的平臺(tái)。

?簡(jiǎn)單性:由于通信簡(jiǎn)單，因此可以輕松擴(kuò)展到新技術(shù)。例如，Modbus TCP/P 由于指令集簡(jiǎn)單，部署速度很快。它還可以與以太網(wǎng)配合使用，無需添加芯片或板。

Modbus協(xié)議在工業(yè)自動(dòng)化、智能建筑、能源管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，Modbus協(xié)議用于連接PLC、傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理。在智能建筑領(lǐng)域，Modbus協(xié)議則用于連接樓宇自控系統(tǒng)中的各種設(shè)備，如空調(diào)、照明、安防等。此外，在能源管理系統(tǒng)中，Modbus協(xié)議也發(fā)揮著重要作用，用于連接電表、水表、氣表等計(jì)量設(shè)備以及能源管理系統(tǒng)的服務(wù)器。

Modbus-RTU協(xié)議

Modbus RTU 協(xié)議是一種開放的串行協(xié)議，廣泛應(yīng)用于當(dāng)今的工業(yè)監(jiān)控設(shè)備中。該協(xié)議使用 RS-232或RS-485 串行接口進(jìn)行通信，并得到市場(chǎng)上幾乎所有商業(yè) SCADA、HM、OPC 服務(wù)器和數(shù)據(jù)采集 軟件Q程序的支持。因此，很容易將 Modbus 兼容設(shè)備集成到新的或現(xiàn)有的監(jiān)控應(yīng)用程序中，并具有即時(shí)的軟件支持。

ModbusRTU協(xié)議一般分為兩種接口，一種是RS485,一種是RS232.看下圖：

ModbusTCP通信概述

ModbusTCP是一種基于以太網(wǎng)的Modbus通信協(xié)議，用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。結(jié)合了Modbus協(xié)議的簡(jiǎn)單性和以太網(wǎng)的高速傳輸能力。

ModbusTCP通信原理

1.通信架構(gòu)

Modbus TCP采用客戶端-服務(wù)器(Client-Server)架構(gòu):① 客戶端(PLC/HMI)發(fā)起請(qǐng)求。

② 服務(wù)器(傳感器/執(zhí)行器)響應(yīng)請(qǐng)求并提供所需數(shù)據(jù)或執(zhí)行指令

2.數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

①事務(wù)處理標(biāo)識(shí)符(Transaction ldentifier):匹配請(qǐng)求和響應(yīng)。

②協(xié)議標(biāo)識(shí)符(Protocolldentifier):通常為0,表示Modbus協(xié)議。

③ 長(zhǎng)度字段(Length Field):指示后續(xù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。

④單元標(biāo)識(shí)符(Unit ldentifier):用于標(biāo)識(shí)目標(biāo)設(shè)備。

⑤功能碼(Function Code):指示執(zhí)行的操作，如讀取、寫入等

⑥ 數(shù)據(jù)域(Data Field): 包含實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

3.通信過程

① 請(qǐng)求: 客戶端發(fā)送包含目標(biāo)服務(wù)器地址、功能碼和相關(guān)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求幀。

② 響應(yīng): 服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，根據(jù)功能碼執(zhí)行相應(yīng)操作，并返回響應(yīng)幀給客戶端。

為什么需要 Modbus？

工業(yè)設(shè)備常來自不同廠商，使用私有協(xié)議（如西門子的 S7 協(xié)議、三菱的 CC-Link），導(dǎo)致 “設(shè)備孤島”。Modbus 作為通用協(xié)議，提供了統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，使得不同品牌的設(shè)備無需定制開發(fā)即可互相通信，極大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)集成難度，降低了成本。

關(guān)于ModbusRTU/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換：

關(guān)于Modbus RTU/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換：

Modbus從站網(wǎng)關(guān)介紹

ProfiNet從站轉(zhuǎn)MODBUSTCP(主/從) 即JM-TCP-PN

ModbusTCP轉(zhuǎn)CAN 即JM-CAN-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)CANopen 即JM-COP-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)Profibus DP從站 即JM-DPS-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)EtherNet/IP從站 即JM-EIP-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)EtherCAT從站 即 JM-ECT-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)CC-Link 從站 即JM-CCLK-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)CC-Link IE 從站 即JM-CCLKIE-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)DeviceNet從站 即JM-DNT-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)Profibus DP主站 即 JM-DPM-TCP

Profinet主站轉(zhuǎn)ModbusTCP 即 JM-PNM-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)EtherNet/IP主站 即 JM-EIPM-TCP

ModbusTCP轉(zhuǎn)EtherCAT主站 即 JM-ECTM-TCP

CC-Link IEFB主站轉(zhuǎn)ModbusTCP 即JM-TCP-CCLKIEM

DeviceNet主站轉(zhuǎn)Modbus TCP 即JM-TCP-DNTM

Modbus主站網(wǎng)關(guān)介紹

ProfiNet從站轉(zhuǎn)MODBUSRTU 即JM-RTU-PN

Modbus RTU轉(zhuǎn)ModbusTCP 即 JM-TCP-RTU

CC-Link 從站轉(zhuǎn)ModbusRTU 即 JM-CCLK-RTU

DeviceNet轉(zhuǎn)ModbusRTU 即 JM-RTU-DNTM

ProfiNet主站轉(zhuǎn)MODBUSRTU 即JM-RTU-PNM

EtherNet/IP從站轉(zhuǎn)MODBUSRTU 即JM-EIP-RTU

EtherCAT從站轉(zhuǎn)MODBUSRTU 即 JM-ECT-RTU

EtherCAT主站轉(zhuǎn)MODBUS RTU 即 JM-ECTM-RTU

CANopen從站轉(zhuǎn)ModbusRTU 即 JM-COP-RTU

Modbus RTU轉(zhuǎn)CAN 即 JM-CAN-RTU

CC-Link IEFB從站轉(zhuǎn)ModbusRTU 即 JM-CCLKIE-RTU

DeviceNet從站轉(zhuǎn)MODBUSRTU 即 JM-DNT-RTU

審核編輯 黃宇