MODBUS_RTU通信协议
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MODBUS_RTU通信协议 2021-10-27 16:27:32 MODBUS_RTU通信协议 0

Modbus是一种串行通信协议,是Modicon公司(现在的施耐德电气Schneider Electric)于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准(De facto),并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

广泛的系统集成:

PDM系列仪表/变送器提供了标准的RS-485/422通讯接口及ModBus通讯协议,这个通讯协议已广泛被国内外电力行业及工控行业作为系统集成的标准。

通讯数据的类型及格式

信息传输为异步方式,并以字节为单位。在主站和从站之间传递的通讯信息是11位的字格式

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      通讯数据(信息帧)格式

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通讯信息传输过程

当通讯命令由发送设备(主机)发送至接收设备(从机)时,符合相应地址码的从机接收通讯命令,并根据功能码及相关要求读取信息,如果CRC校验无误,则执行相应的任务,然后把执行结果(数据)返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。如果CRC校验出错就不返回任何信息。

1.1 地址码:

地址码是每次通讯信息帧的第一字节(8位),从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码,并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。当从机回送信息时,回送数据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,而从机返回的地址码表明回送的从机地址。相应的地址码表明该信息来自于何处。

1.2 功能码:

是每次通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus通讯规约可定义的功能码为1到127。PDM系列仪表/变送器仅用到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应执行什么动作。作为从机响应,从机返回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并且已进行相关的操作。

 MODBUS部分功能码

1.3 数据区:

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数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据(如:开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等)、参考地址等。例如,主机通过功能码03告诉从机返回寄存器的值(包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度),则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。对于不同的从机,地址和数据信息都不相同(应给出通讯信息表)。

PDM系列仪表/变送器采用Modbus通讯规约,主机(PLC、RTU、PC机、DCS等)利用通讯命令(功能码03),可以任意读取其数据寄存器(其数据信息表详见附录)。PDM系列仪表/变送器的数据寄存器存储的电量多达几百个(如:电流、电压、功率、0~31次谐波分量等),并且都是16位(2字节)的二进制数据,并且高位在前;一次最多可读取寄存器数(既各种电量的数量)是50个。

PDM响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据都是两个字节,并且高位在前(电能量除外)。

MODBUS功能码简介

功能码“02”:读1路或多路开关量状态输入例如:主机要读取地址为01,开关量DI1—DI4的输入状态。

从机(PDM)数据寄存器的地址和数据为

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主机发送的报文格式:

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从机(PDM)响应返回的报文格式:

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功能码“01”:读1路或多路开关量输出状态

例如:主机要读取地址为01,开关量DO1,DO2的输出状态。

从机(PDM)数据寄存器的地址和数据为

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主机发送的报文格式:

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从机(PDM)响应返回的报文格式:

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2.3 功能码“03”:读多路寄存器输入

例如:主机要读取地址为01,起始地址为0116的3个从机寄存器数据。

从机(PDM)数据寄存器的地址和数据为:

 

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主机发送的报文格式:

从机(PDM)响应返回的报文格式:

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错误校验码(CRC校验)

主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰,信息在传输过程中有时会发生错误,错误校验码(CRC)可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误,错误的数据可以放弃(无论是发送还是接收),这样增加了系统的安全和效率。

 MODBUS通讯协议的CRC(冗余循环码)包含2个字节,即16位二进制数。CRC码由发送设备(主机)计算,放置于发送信息帧的尾部。接收信息的设备(从机)再重新计算接收到信息的CRC,比较计算得到的CRC是否与接收到的相符,如果两者不相符,则表明出错。


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