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協(xié)議有三種（Modbus-RTU（串口）、Modbus-ASCII（串口）、Modbus-TCP（以太網(wǎng)））。
通過(guò)此協(xié)議，設(shè)備之間可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)來(lái)進(jìn)行通信。Modbus協(xié)議具有標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放，可以支持多種電氣接口，數(shù)據(jù)幀格式簡(jiǎn)單緊湊，數(shù)據(jù)傳輸量大、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。深入分析Modbus協(xié)議實(shí)現(xiàn)原理和其安全性對(duì)提高工控系統(tǒng)安全性有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。ModbusRTU和ModbusASCII主要用于串行通信領(lǐng)域，而ModbusTCP則常用于以太網(wǎng)通信。現(xiàn)在，Modbus已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間相當(dāng)常用的連接方式。

協(xié)議原理

Modbus使用一種簡(jiǎn)單的MasterandSlave主從協(xié)議（客戶機(jī)/服務(wù)器協(xié)議）進(jìn)行通信?？蛻魴C(jī)作為主站，向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求；服務(wù)器（從站）接到請(qǐng)求后，對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行分析并作出應(yīng)答。其中使用的通信幀被稱為應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（Application Data Unit，ADU），它包括通信地址段、功能代碼段、數(shù)據(jù)段和校驗(yàn)段，如下圖：

 

一般使用上，監(jiān)控系統(tǒng)(HMI)可以為Master，PLC、電表、儀表等都為Slave，HMI系統(tǒng)一直P(pán)ollingSlave的各種relayandregister最新數(shù)值，然后做顯示及各種邏輯計(jì)算及控制調(diào)整等處理。

其中，功能代碼段和數(shù)據(jù)段組合稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Protocol Data Unit or Protocol Description Unit)，PDU）。功能代碼段占用一個(gè)字節(jié)，取值范圍為1~255，其中128~255為保留值，用于異常消息應(yīng)答報(bào)文。1~127為功能代碼編號(hào)，其中65~72和100~110為用戶自定義編碼。

Modbus 協(xié)議是一種應(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)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。

Modbus 協(xié)議使用串口傳輸時(shí)可以選擇ＲTU或ASCII模式，并規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、命令和應(yīng)答方式并需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。ASCII 模式采用LＲC校驗(yàn)，ＲTU模式采用16 位CＲC校驗(yàn)。通過(guò)以太網(wǎng)傳輸時(shí)使用TCP，這種模式不使用校驗(yàn)，因?yàn)門(mén)CP協(xié)議是一個(gè)面向連接的可靠協(xié)議。

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