--串行鏈路和TCP/IP上的MODBUS標準介紹
該標準包括兩個通信規程中使用的 MODBUS應用層協議和服務規范：
·串行鏈路上的MODBUS
MODBUS串行鏈路取決于 TIA/EIA 標準：232-F和 485-A。
·TCP/IP 上的 MODBUS
MODBUS TCP/IP 取決于 IETF 標準：RFC793 和 RFC791有關。
串行鏈路和 TCP/IP 上的 MODBUS 是根據相應 ISO 層模型說明的兩個通信規程。
下圖強調指出了該標準的主要部分。綠色方框表示規范�；疑娇虮硎疽延械膰H標準（TIA/EIA 和 IETF標準） 。
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2018-11-9 00:32 上傳
MODBUS 標準分為三部分。第一部分（ “Modbus 協議規范” ）描述了 MODBUS 事物處理。第二部分（ “MODBUS 報文傳輸在TCP/IP 上的實現指南” ）提供了一個有助于開發者實現 TCP/IP 上的 MODBUS 應用層的參考信息。第三部分（ “MODBUS 報文傳輸在串行鏈路上的實現指南” ）提供了一個有助于開發者實現串行鏈路上的 MODBUS應用層的參考信息。
1.1 范圍
MODBUS 是 OSI 模型第 7 層上的應用層報文傳輸協議， 它在連接至不同類型總線或網絡的設備之間提供客戶機/服務器通信。
自從1979 年出現工業串行鏈路的事實標準以來， MODBUS 使成千上萬的自動化設備能夠通信。
目前，繼續增加對簡單而雅觀的 MODBUS 結構支持。互聯網組織能夠使 TCP/IP 棧上的保留系統端口 502訪問 MODBUS。
MODBUS 是一個請求/應答協議，并且提供功能碼規定的服務。MODBUS 功能碼是 MODBUS請求/應答 PDU 的元素。本文件的作用是描述 MODBUS 事務處理框架內使用的功能碼。
1.2 規范性引用文件
1．RFC791，互聯網協議，Sep81 DARPA
2．MODBUS 協議參考指南 Rev J,MODICON，1996年 6 月，doc#PI_MBUS_300
MODBUS 是一項應用層報文傳輸協議， 用于在通過不同類型的總線或網絡連接的設備之間的客戶機/服務器通信。
目前，使用下列情況實現 MODBUS：
以太網上的 TCP/IP。
各種媒體（有線：EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A；光纖、無線等等）上的異步串行傳輸。
MODBUS PLUS，一種高速令牌傳遞網絡。
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2 縮略語
ADU 應用數據單元
HDLC 高級數據鏈路控制
HMI 人機界面
IETF 因特網工程工作組
I/O 輸入/輸出設備
IP 互連網協議
MAC 介質訪問控制
MB MODBUS 協議
MBAP MODBUS 協議
PDU 協議數據單元
PLC 可編程邏輯控制器
TCP 傳輸控制協議
3 背景概要
MODBUS 協議允許在各種網絡體系結構內進行簡單通信。
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每種設備（PLC、HMI、控制面板、驅動程序、動作控制、輸入/輸出設備）都能使用 MODBUS協議來啟動遠程操作。
在基于串行鏈路和以太 TCP/IP 網絡的 MODBUS 上可以進行相同通信。
一些網關允許在幾種使用 MODBUS 協議的總線或網絡之間進行通信。
4 總體描述
4.1 協議描述
MODBUS 協議定義了一個與基礎通信層無關的簡單協議數據單元（PDU） 。特定總線或網絡上的 MODBUS 協議映射能夠在應用數據單元（ADU）上引入一些附加域。
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2018-11-9 00:34 上傳
啟動MODBUS 事務處理的客戶機創建 MODBUS 應用數據單元。 功能碼向服務器指示將執行哪種操作。
MODBUS 協議建立了客戶機啟動的請求格式。
用一個字節編碼 MODBUS 數據單元的功能碼域。有效的碼字范圍是十進制 1-255（128-255 為異常響應保留） 。當從客戶機向服務器設備發送報文時，功能碼域通知服務器執行哪種操作。向一些功能碼加入子功能碼來定義多項操作。
從客戶機向服務器設備發送的報文數據域包括附加信息，服務器使用這個信息執行功能碼定義的操作。這個域還包括離散項目和寄存器地址、處理的項目數量以及域中的實際數據字節數。
在某種請求中，數據域可以是不存在的（0長度） ，在此情況下服務器不需要任何附加信息。功能碼僅說明操作。
如果在一個正確接收的 MODBUS ADU 中，不出現與請求 MODBUS 功能有關的差錯，那么服務器至客戶機的響應數據域包括請求數據。如果出現與請求 MODBUS 功能有關的差錯，那么域包括一個異常碼，服務器應用能夠使用這個域確定下一個執行的操作。
例如，客戶機能夠讀一組離散量輸出或輸入的開/關狀態，或者客戶機能夠讀/寫一組寄存器的數據內容。
當服務器對客戶機響應時，它使用功能碼域來指示正常（無差錯）響應或者出現某種差錯（稱為異常響應） 。對于一個正常響應來說，服務器僅對原始功能碼響應。
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對于異常響應，服務器返回一個與原始功能碼等同的碼，設置該原始功能碼的最高有效位為邏輯 1。
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注釋：需要管理超時，以便明確地等待可能不會出現的應答。
串行鏈路上第一個MODBUS執行的長度約束限制了MODBUS PDU大小 （最大RS485ADU=256字節） 。
因此，對串行鏈路通信來說，MODBUS PDU=256-服務器地址（1 字節）-CRC（2 字節）＝253字節。
從而：
RS232 / RS485 ADU = 253字節+服務器地址(1 byte) + CRC (2 字節) = 256字節。
TCP MODBUS ADU = 249字節+ MBAP (7 字節) = 256字節。
MODBUS 協議定義了三種 PDU。它們是：
MODBUS 請求 PDU，mb_req_pdu
MODBUS 響應 PDU，mb_rsp_pdu
MODBUS 異常響應 PDU，mb_excep_rsp_pdu
定義 mb_req_pdu 為：
mb_req_pdu = { function_code, request_data}，其中
function_code - [1 個字節] MODBUS 功能碼
request_data - [n 個字節]，這個域與功能碼有關，并且通常包括諸如可變參考、變量、數據偏移量、子功能碼等信息。
定義 mb_rsp_pdu 為：
mb_rsp_pdu = { function_code, response_ data}，其中
function_code - [1 個字節] MODBUS 功能碼
response_data - [n 個字節]，這個域與功能碼有關，并且通常包括諸如可變參考、變量、數據偏移量、子功能碼等信息。
定義 mb_excep_rsp_pdu 為：
mb_excep_rsp_pdu = { function_code, request_data}，其中
function_code - [1 個字節] MODBUS 功能碼 + 0x80
exception_code - [1 個字節]，在下表中定義了 MODBUS 異常碼。
4.2 數據編碼
MODBUS 使用一個‘big-Endian’ 表示地址和數據項。這意味著當發射多個字節時，首先發送最高有效位。
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2018-11-5 17:26 上傳
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