Modbus-RTU規(guī)約詳解.doc

第一章Modbus協(xié)議 介紹Modbus協(xié)議介紹 兩種串行傳輸模式 信息幀 錯誤檢查方法Modbus協(xié)議介紹Modbus可編程控制器之間可相互通訊，也可與不同網(wǎng)絡上的其他設備進行通訊，支撐網(wǎng)絡有Modicon的Modbus和Modbus+工業(yè)網(wǎng)絡。網(wǎng)絡信息存取可由控制器內置的端口，網(wǎng)絡適配器以及Modicon提供的模塊選件和網(wǎng)關等設備實現(xiàn)，對OEM(機械設備制造商)來說，Modicon可為合作伙伴提供現(xiàn)有的程序，可使Modbus+網(wǎng)絡緊密地集成到他們的產品設計中去。Modicon的各種控制器使用的公共語言被稱為 Modbus協(xié)議，該協(xié)議定義了控制器能識別和使用的信息結構。當在Modbus網(wǎng)絡上進行通訊時，協(xié)議能使每一臺控制器知道它本身的設備地址，并識別對它尋址的數(shù)據(jù)，決定應起作用的類型，取出包含在信息中的數(shù)據(jù)和資料等，控制器也可組織回答信息，并使用Modbus協(xié)議將此信息傳送出去。在其他網(wǎng)絡上使用時，數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)幀中也包含著Modbus協(xié)議。如，Modbus+或MAP網(wǎng)絡控制器中有相應的應用程序庫和驅動程序，實現(xiàn)嵌入式Modbus協(xié)議信息與此網(wǎng)絡中用子節(jié)點設備間通訊的特殊信息幀的數(shù)據(jù)轉換。該轉換也可擴展，處理節(jié)點地址，路由，和每一個特殊網(wǎng)絡的錯誤檢查方法。如包含在Modbus協(xié)議中的設備地址，在信息發(fā)送前就轉換成節(jié)點地址，錯誤檢查區(qū)也用于數(shù)據(jù)包，與每個網(wǎng)絡的協(xié)議一致，最后一點是需用Modbus協(xié)議，寫入嵌入的信息，定義應處理的動作。圖1說明了采用不同通訊技術的多層網(wǎng)絡中設備的互連方法。在信息交換中，嵌入到每個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包中的Modbus協(xié)議，提供了設備間能夠交換數(shù)據(jù)的公共的語言。984A/B 和S985AT/HC-984 和HOST/MMHIAT/HC-984 和HOST/MMHI(去MB+)S980(去MAP)編程器編程器4個Modus設備或網(wǎng)絡圖1：Modbus協(xié)議應用示意圖* MB+為 ModbusModbus上的數(shù)據(jù)傳輸Modicon控制器上的標準Modbus端口是使用一個RS-232兼容的串行接口，定義了連接器，接線電纜，信號等級，傳輸波特率，和奇偶校驗，控制器可直接或通過調制解調器(以后簡稱Modems)接入總線(網(wǎng)絡)。控制器通訊使用主從技術，即主機能起動數(shù)據(jù)傳輸，稱查詢。而其它設備(從機)應返回對查詢作出的響應，或處理查詢所要求的動作。典應的主機設備應包括主處理器和編程器。典應的從機包括可編程控制器。主機可對各從機尋址，發(fā)出廣播信息，從機返回信息作為對查詢的響應。從機對于主機的廣播查詢，無響應返回Modbus協(xié)議報據(jù)設備地址，請求功能代碼，發(fā)送數(shù)據(jù)，錯誤校驗碼，建立了主機查詢格式，從機的響應信息也用Modbus協(xié)議組織，它包括確認動作的代碼，返回數(shù)據(jù)和錯誤校驗碼。若在接收信息時出現(xiàn)一個錯誤或從機不能執(zhí)行要求的動作時，從機會組織一個錯誤信息。并向主機發(fā)送作為響應。在其它總線上傳輸數(shù)據(jù)除標準的Modbus功能外，有些Modcon控制器內置端口或總線適配器，在Modbus+總線上實現(xiàn)通訊或使用網(wǎng)絡適配器，在MAP網(wǎng)絡上通訊。在這些總線上，控制器間采用對等的技術進行通訊，即任意一個控制器可向其它控制器啟動數(shù)據(jù)傳送。因此，一臺控制器既可作為從機，也可作為主機，常提供多重的內部通道，允許并列處理主機和從機傳輸數(shù)據(jù)在信息級，盡管網(wǎng)絡通訊方法是對等的，但Modbus協(xié)議仍采用主從方式，若一臺控制器作為主機設備發(fā)送一個信息，則可從一臺從機設備返回一個響應，類似，當一臺控制器接受信息時，它就組織一個從機設備的響應信息，并返回至原發(fā)送信息的控制器。8 位數(shù)據(jù)字節(jié)錯誤校驗功能代碼8 位數(shù)據(jù)字節(jié)設備地址功能代碼設備地址主機查詢信息查詢響應周期：錯誤校驗從機響應信息圖2：主從查詢響應周期查詢：查詢中的功能代碼為被尋址的從機設備應執(zhí)行的動作類型。數(shù)據(jù)字節(jié)中包含從機須執(zhí)行功能的各附加信息，如功能代碼03將查詢從機，并讀保持寄存器。并用寄存器的內容作響應。該數(shù)據(jù)區(qū)必須含有告之從機讀取寄存器的起始地址及數(shù)量，錯誤校驗區(qū)的一些信息，為從機提供一種校驗方法，以保證信息內容的完整性。響應：從機正常響應時，響應功能碼是查詢功能碼的應答，數(shù)據(jù)字節(jié)包含從機采集的數(shù)據(jù)，如寄存器值或狀態(tài)。如出現(xiàn)錯誤，則修改功能碼，指明為錯誤響應。并在數(shù)據(jù)字節(jié)中含有一個代碼，來說明錯誤，錯誤檢查區(qū)允許主機確認有效的信息內容。兩種串行傳輸模式控制器可使用ASCII或RTU通訊模式，在標準Modbus上通訊。在配置每臺控制器時，用戶須選擇通訊模式以及串行口的通訊參數(shù)。(波特率，奇偶校驗等)，在Modbus總線上的所有設備應具有相同的通訊模式和串行通訊參數(shù)。選擇ASCII或RTU模式用于標準的Modbus總線。它定義了總線上串行傳輸信息區(qū)的“位”的含義，決定信息打包及解碼方法。如在MAP和Modbus+總線上時，Modbus信息以幀的方式出現(xiàn)，并與串行傳輸無關，如請求讀保持寄存器可以在Modbus+上的兩個控制器之間處理，而與使用的控制器的Modbus端口無關。ASCII 模式當控制器以ASCII模式在Modbus總線上進行通訊時，一個信息中的每8位字節(jié)作為2個ASCII字符傳輸?shù)?，這種模式的主要優(yōu)點是允許字符之間的時間間隔長達IS，也不會出現(xiàn)錯誤。ASCII碼每一個字節(jié)的格式：編碼系統(tǒng)： 16進制，ASCII字符0-9,A-F 1個16進制 數(shù)據(jù)位： 1起始位7位數(shù)據(jù)，低位先送奇/偶校驗時1位；無奇偶校驗時0位（LRC）1位帶校驗1停止位；無校驗2止位錯誤校驗區(qū)： 縱向冗余校驗RTU模式控制器以RTU模式在Modbus總線上進行通訊時，信息中的每8位字節(jié)分成2個4位16進制的字符，該模式的主要優(yōu)點是在相同波特率下其傳輸?shù)淖址拿芏雀哂贏SCII模式，每個信息必須連續(xù)傳輸。RTU模式中每個字節(jié)的格式： 編碼系統(tǒng)：8位二進制，十六進制0-9，A-F數(shù)據(jù)位：1起始位8位數(shù)據(jù)，低位先送奇/偶校驗時1位；無奇偶校驗時0位停止位1位(帶校驗);停止位2位(無校驗)帶校驗時1位停止位；無校驗時2位停止位錯誤校驗區(qū)：循環(huán)冗余校驗(CRC)Modbus信息幀何論是ASCII模式還是RTU模式，Modbus信息以幀的方式傳輸，每幀有確定的起始點和結束點，使接收設備在信息的起點開始讀地址，并確定要尋址的設備 (廣播時對全部設備)，以及信息傳輸?shù)慕Y束時間?？蓹z測部分信息，錯誤可作為一種結果設定。對MAP或Modbus+協(xié)議可對信息幀的起始和結束點標記進行處理，也可管理發(fā)送至目的地的信息，此時，信息傳輸中Modbus數(shù)據(jù)幀內的目的地址已無關緊要，因為Modbus+地址已由發(fā)送者或它的網(wǎng)絡適配器把它轉換成網(wǎng)絡節(jié)點地址和路由。ASCII幀在ASCII模式中，以(:)號(ASCII3AH)表示信息開始，以回撤一換行鍵(CRLF) (ASCII OD和OAH)表示信息結束。對其它的區(qū)，允許發(fā)送的字符為16進制字符0-9,A-F。網(wǎng)絡中設備連續(xù)檢測并接收一個冒號(:)時，每臺設備對地址區(qū)解碼，找出要尋址的設備。字符之間的最大間隔為1S,若大于1S，則接收設備認為出現(xiàn)了一個錯誤。典型的信息幀見下表開始地址功能數(shù)據(jù)縱向冗余檢查結束1字符：2字符2字符n字符2字符2字符圖3 ASCII信息幀例外：對于584和984A/B/X控制器，一個ASCII信息可在LRC區(qū)后正常終止，而不需發(fā)送CRLF字符，此時出現(xiàn)IS的時間間隔，控制器也將認為是正常中斷。RTU幀RTU模式中，信息開始至少需要有3.5個字符的靜止時間，依據(jù)使用的波特率，很容易計算這個靜止的時間(如下圖中的T1-T2-T3-T4)。接著，第一個區(qū)的數(shù)據(jù)為設備地址。各個區(qū)允許發(fā)送的字符均為16進制的0-9,A-F。網(wǎng)絡上的設備連續(xù)監(jiān)測網(wǎng)絡上的信息，包括靜止時間。當接收第一個地址數(shù)據(jù)時，每臺設備立即對它解碼，以決定是否是自己的地址。發(fā)送完最后一個字符號后，也有一個3.5個字符的靜止時間，然后才能發(fā)送一個新的信息。整個信息必須連續(xù)發(fā)送。如果在發(fā)送幀信息期間，出現(xiàn)大于1.5個字符的靜止時間時，則接收設備刷新不完整的信息，并假設下一個地址數(shù)據(jù)。同樣一個信息后，立即發(fā)送的一個新信息，（若無3。5個字符的靜止時間）這將會產生一個錯誤。是因為合并信息的CRC校驗碼無效而產生的錯誤。開始地址功能數(shù)據(jù)校驗終止T1-T2-T3-T48 B位S8 B位SN8 B位S16B位 ST1-T2-T3T-4圖4 RTU信息幀Modbus信息幀(Continued)地址設置信息地址包括2個字符(ASCII)或8位(RTU)，有效的從機設備地址范圍0-247,(十進制)，各從機設備的尋址范圍為1-247。主機把從機地址放入信息幀的地址區(qū)，并向從機尋址。從機響應時，把自己的地址放入響應信息的地址區(qū)，讓主機識別已作出響應的從機地址。地址0為于廣播地址，所有從機均能識別。當Modbus協(xié)議用于高級網(wǎng)絡時，則不允許廣播或其它方式替代。如Modbus+使用令牌循環(huán)，自動更新共享的數(shù)據(jù)庫。功能碼設置信息幀功能代碼包括字符(ASCII)或8位(RTU)。有效碼范圍1-225(十進制)，其中有些代碼適用全部型號的Modicon控制器，而有些代碼僅適用于某些型號的控制器。還有一些代碼留作將來使用，有關功能代替碼的設置將在第2章說明。當主機向從句發(fā)送信息時，功能代碼向從機說明應執(zhí)行的動作。如讀一組離散式線圈或輸入信號的ON/OFF狀態(tài)，讀一組寄存器的數(shù)據(jù)，讀從機的診斷狀態(tài)，寫線圈（或寄存器），允許下截、記錄、確認從機內的程序等。當從機響應主機時，功能代碼可說明從機正常響應或出現(xiàn)錯誤(即不正常響應)，正常響應時，從句簡單返回原始功能代碼；不正常響應時，從機返回與原始代碼相等效的一個碼，并把最高有效位設定為“1”。如，主機要求從機讀一組保持寄存器時，則發(fā)送信息的功能碼為：0000 0011 (十六進制03)若從機正確接收請求的動作信息后，則返回相同的代碼值作為正常響應。發(fā)現(xiàn)錯時，則返回一個不正常響信息：1000 0011(十六進制83)從機對功能代碼作為了修改，此外，還把一個特殊碼放入響應信息的數(shù)據(jù)區(qū)中，告訴主機出現(xiàn)的錯誤類型和不正常響應的原因。主機設備的應用程序負責處理不正常響應，典型處理過程是主機把對信息的測試和診斷送給從機，并通知操作者。數(shù)據(jù)區(qū)的內容數(shù)據(jù)區(qū)有2個16進制的數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)范圍為00-FF(16進制)，根據(jù)網(wǎng)絡串行傳輸?shù)姆绞?，?shù)據(jù)區(qū)可由一對ASCII字符組成或由一個RTU 字符組成。主機向從機設備發(fā)送的信息數(shù)據(jù)中包含了從機執(zhí)行主機功能代碼中規(guī)定的請求動作，如離散量寄存器地址，處理對象的數(shù)目，以及實際的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)等。舉例說明，若主機請求從機讀一組寄存器（功能代碼03），該數(shù)據(jù)規(guī)定了寄存器的起始地址，以及寄存器的數(shù)量。又如，主機要在一從機中寫一組寄存器，（則功能代碼為10H）。該數(shù)據(jù)區(qū)規(guī)定了要寫入寄存區(qū)的起始地址，寄存器的數(shù)量，數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，以及要寫入到寄存器的數(shù)據(jù)。若無錯誤出現(xiàn)，從機向主機的響應信息中包含了請求數(shù)據(jù)，若有錯誤出現(xiàn)，則數(shù)據(jù)中有一個不正常代碼，使主機能判斷并作出下一步的動作。數(shù)據(jù)區(qū)的長度可為“零”以表示某類信息，如，主機要求-從機響應它的通訊事件記錄（功能代碼OBH）。此時，從機不需要其他附加的信息，功能代碼只規(guī)定了該動作。信息幀錯誤校驗標準Modbus總線，有兩類錯誤檢查方法，錯誤檢查區(qū)的內容按使用的錯誤檢查方法填寫。SDCII使用ASCII方式時，錯誤校驗碼為2個ASCII字符，錯誤校驗字符是LRC校驗結果。校驗時，起始符為（：）冒號結束符為CRLF字符。RTU使用RTU方式時，錯誤校驗碼為一個16位的值，2個8位字節(jié)。錯誤校驗值是對信息內容執(zhí)行CRC校驗結果。CRC校驗信息幀是最后的一個數(shù)據(jù)，得到的校驗碼先送低位字節(jié)，后送高位字節(jié)，所以CRC碼的高位字節(jié)是最后被傳送的信息。串行傳送信息在標準的Modbus上傳送的信息中，每個字符或字節(jié)，按由左向右的次序傳送：帶奇偶校驗最低有效位：（LSB）最高有效位：（MSB）ASCII數(shù)據(jù)幀位序：無奇偶校驗圖5 ASCII位序RTU數(shù)據(jù)幀位序:帶奇偶校驗無奇偶校驗圖6 RTU位序錯誤校驗方法標準的Modbus串行通訊網(wǎng)絡采用兩種錯誤校驗方法，奇偶校驗(奇或偶)可用于校驗每一個字符，信息幀校驗(LRC或CRC)適用整個信息的校驗，字符校驗和信息幀校驗均由主機設備產生，并在傳送前加到信息中去。從機設備在接收信息過程中校驗每個字符和整個信息。主機可由用戶設置的一個預定時間間隔，確定是否放棄傳送信息。該間隔應有足夠的時間來滿足從機的正常響應。若主機檢測到傳輸錯誤時，則傳輸?shù)男畔o效。從機不再向主機返回響應信息。此時，主機會產生一個超時信息，并允許主機程序處理該錯誤信號。注意：主機向實際并未存在的從機發(fā)送信息時也會引起超時出錯信號。在MAP或Modbus+等其它網(wǎng)駱上使用時，采用比Modbus更高一級的數(shù)據(jù)幀校驗方法。在這些網(wǎng)絡中，不再運用Modbus中的LRC或CRC校驗方法。當出現(xiàn)發(fā)送錯誤時，網(wǎng)絡中的通訊協(xié)議通知發(fā)送設備有錯誤出現(xiàn)，并允許根據(jù)設置的情況，重試或放棄信息發(fā)送。若信息已發(fā)送，但從機設備未作響應，則主機通過程序檢查后發(fā)出一個超時錯誤。奇偶校驗用戶可設置奇偶校驗或無校驗，以此決定每個字符發(fā)送時的奇偶校驗位的狀態(tài)。何論是奇或偶校驗，它均會計算每個字符數(shù)據(jù)中值為“1”的位數(shù)，ASCII方式為位數(shù)據(jù)；RTU方式為8位數(shù)據(jù)。并根據(jù)“1”的位數(shù)值(奇數(shù)或偶數(shù))來設定為“0”或“1”如一個RTU數(shù)據(jù)幀中8位數(shù)據(jù)位為：1100 0101在該幀中，值為“1”的總位數(shù)為4，即偶數(shù)。如采用奇校驗方式時，則 “1”的總位數(shù)為奇數(shù)，即5。發(fā)送信息時，計算奇偶位，并加到數(shù)據(jù)幀中，接收設備統(tǒng)計位值為“1”的數(shù)量，若與該設備要求的不一致時產生一個錯誤。在Modbus總線上的所有設備必須采用相同的奇偶校驗方式。注意：奇偶校驗只能檢測到數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中丟失奇數(shù)“位”時才產生的錯誤。如采用奇數(shù)校驗方式時，一個包含3個“1”位的數(shù)據(jù)丟失2個“1”位時，其結果仍然是奇數(shù)。若無奇偶校驗方式時，傳輸中不作實際的校驗，應附加一個停止位。LRC校驗ASCII方式時，數(shù)據(jù)中包含錯誤校驗碼，采用LRC校驗方法時，LRC校驗信息以冒號“:”開始，以CRLF字符作為結束。它忽略了單個字符數(shù)據(jù)的奇偶校驗的方法。LRC校驗碼為1個字節(jié)，8位二進制值，由發(fā)送設備計算LRC值。接收設備在接收信息時計算LRC校驗碼。并與收到的LRC的實際值進行比較，若二者不一致，亦產生一個錯誤。在梯形圖中，CKSM函數(shù)可計算數(shù)據(jù)信息中LRC的校驗。用于主計算機時請查閱附錄C中的一個實例，它詳細說明LRC的校驗的過程。錯誤校驗方法CRC校驗RTU方式時，采用CRC方法計算錯誤校驗碼，CRC校驗傳送的全部數(shù)據(jù)。它忽略信息中單個字符數(shù)據(jù)的奇偶校驗方法。CRC碼為2個字節(jié)，16位的二進制值。由發(fā)送設備計算CRC值，并把它附到信息中去。接收設備在接收信息過程中再次計算CRC值并與CRC的實際值進行比較，若二者不一致，亦產生一個錯誤，校驗開始時，把16位寄存器的各位都置為“1”，然后把信息中的相鄰2個8位字節(jié)數(shù)據(jù)放到當前寄存器中處理，只有每個字符的8位數(shù)據(jù)用于CRC處理。起始位，停止位和校驗位不參與CRC計算。CRC校驗時，每個8位數(shù)據(jù)與該寄存器的內容進行異或運算，然后向最低有效位(LSB)方向移位，用零填入最高有效位(MSB)后，再對LSB檢查，若LSB=1，則寄存器與預置的固定值異或，若LSB=0，不作異或運算。重復上述處理過程，直至移位8次，最后一次(第8次)移位后，下一個8位字節(jié)數(shù)據(jù)與寄存器的當前值異或，再重復上述過程。全部處理完信息中的數(shù)據(jù)字節(jié)后，最終得到的寄存器值為CRC值。CRC值附加到信息時，低位在先，高位在后。在梯形圖中，CKSM函數(shù)計算信息中的CRC值。用于主計算機時，可查閱附錄C中的一個實例，它詳細說明了CRC的校驗。第二章數(shù)據(jù)和控制功能r Modbus 功能代碼格式r Modbus 功能代碼總結r Modbus 功能代碼說明功能代碼格式數(shù)字值表達若無特殊說明在此節(jié)文中用進制值表示，圖中的數(shù)據(jù)區(qū)則用十六進制表示。Modbus 信息中的數(shù)據(jù)地址Modbus 信息中的所有數(shù)據(jù)地址以零作為基準，各項數(shù)據(jù)的第一個數(shù)據(jù)地址的編號為0如：r 在可編程控制器中“coil 1”在Modbus信息中其地址值表示為0000r Coil 127(十進制)在Modbus信息中則為007EH(126十進制)r 保持寄存器40001，在信息中數(shù)據(jù)地址為寄存器0000。功能代碼區(qū)為保持寄存器類型規(guī)定的操作，因此，“4XXXX”是缺省的地址類型。r 保持寄存器40108尋址寄存器地址為006B hex(進制107)Modbus信息中區(qū)內容圖7為一個例子，說明了Modbus的查詢信息，圖8為正常響應的例子，這兩例子中的數(shù)據(jù)均是16進制的，也表示了以ASCLL或RTU方式構成數(shù)據(jù)幀的方法。主機查詢是讀保持寄存器，被請求的從機地址是06，讀取的數(shù)據(jù)來自地址從40108至40110 3個保持寄有器。注意，該信息規(guī)定了寄存器的起始地址為0107 (006BH)。從機響應返回該功能代碼，說明是正常響應，字節(jié)數(shù)“Byle count”中說明有多少個8位字節(jié)被返回。因無論是ASCII方式還是RTU方式，它表明了附在數(shù)據(jù)區(qū)中8位字節(jié)的數(shù)量。ASCII方式時，字節(jié)數(shù)為數(shù)據(jù)中ASCII字符實際數(shù)的一半，每4個位的16進制值需要一個ASCII字符表示，因此在數(shù)據(jù)中應由2個ASCII字符來表示一個8位的字節(jié)。如RTU方式時，63H 用一個字節(jié)(01100011)發(fā)送，而用ASCII方式時，發(fā)送需2個字節(jié)，即ASCII“6”(0110110)和ASCII“3”(0110011)。8個位為一個單位計算“字節(jié)數(shù)”，它忽略了信息幀用(ASCII或RTU)組成的方法。字節(jié)數(shù)使用方法：當在緩沖區(qū)組織響應信息時，“字節(jié)數(shù)”區(qū)域中的值應與該信息中數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)相等。QUERYField NameHeaderSlave AddressFunctionStarting Address HiStarting Address LoNo. of Registers HiNo. of Registers LoError CheckTrailerExample(Hex)0603006B0003Total Bytes:ASCIICharacters:(colon)0603006B0003LRC (2 chars.)CR LF17RTU8-Bit FieldNone0000 01100000 00110000 00000110 10110000 00000000 0011CRC (16 bits)None8圖8說明“字節(jié)數(shù)”區(qū)在一個貢型響應中的應用。RESPONSEField NameHeaderSlave AddressFunctionByte CountData HiData LoData HiData LoData HiData LoError CheckTrailerExample(Hex)060306022B00000063Total Bytes:ASCIICharacters:(colon)0 60 30 60 22 B0 00 00 06 3LRC (2 chars.)CR LF23RTU8-Bit FieldNone0000 01100000 00110000 01100000 00100010 10110000 00000000 00000000 00000110 0011CRC (16 bits)None11圖8：從機采用ASCII/RTU方式響應Modbus+數(shù)據(jù)內容在Modbus+網(wǎng)絡發(fā)送的Modbus信息應需嵌入到LLC (邏輯連接控制)級數(shù)據(jù)幀，Modbus信息區(qū)由8位字節(jié)的數(shù)據(jù)組成，類似于RTU中的信息組成。由發(fā)送設備把從機地址轉換成Modbus+路由地址，CRC數(shù)據(jù)不在Modbus信息中發(fā)送，因為會在更高級的數(shù)據(jù)鏈路控制層(HDLC)中進行CRC校驗。其余的信息與原標準格式一致，應用軟件(控制器中的MSTR或主機中的Modcom III)可將這些信息幀組成數(shù)據(jù)包。圖9示例說明了如何將讀寄存器值的請求嵌入到Modbus 網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)幀中。圖9：Modbus+數(shù)據(jù)內容控制器支持的功能代碼下表列出Modicon控制器支持的功能代碼：以十進制表示?！癥”表示支持“N”表示不支持。代碼名稱 384484584884M8498401讀線圈狀態(tài)YYYYYY 02 讀輸入狀態(tài) Y Y Y Y Y Y03 讀線保持寄存器Y Y Y YY Y04 讀輸入寄存器Y Y Y Y Y Y05 強制單個線圈 Y Y YY Y Y06 預置單個寄存器 Y YYYYY07 讀不正常狀態(tài)Y YYYYY 08 診斷(見第3章)09 程序 484 N Y N N N N 10 查詢 484 N Y N N N N 11 通訊事件控制 Y N Y N N Y 12 通訊事件記錄 Y N Y N N Y 13 程序控制器 Y N Y N N Y 14 查詢控制器 Y N Y N N Y 15 強制多個寄存器 Y Y Y Y Y Y 16 預置多個寄存器 Y Y Y Y Y Y 17 報告從機 ID Y Y Y Y Y Y 18 程序 884/M84 N N N Y Y N 19 通訊鏈路復位 N N N Y Y N 20 讀通用參考值 N N YN N Y 21 寫通用參考值 N N Y N N Y 22 Mask Write 4X Register N N NN N (1)23 Read/Write 4X Registers N N N N N (1)24 Read FIFO 隊列 N N N N N (1)（1）功能代碼僅由984-785控制器支持01 讀線圈狀態(tài)描述讀從機離散量輸出口的 ON/OFF 狀態(tài)，不支持廣播。附錄B列出由不同控制器型號支持最大的參數(shù)清單。查詢查詢信息規(guī)定了要讀的起始線圈和線圈量，線圈的起始地址為零，1-16個線圈的尋址地址分為0-15。例：請求從機設備17讀20-56線圈。QUERYField NameSlave AddressFunctionStarting Address HiStarting Address LoNo. of Points HiNo. of Roints LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110100130025圖10: 讀線圈狀態(tài)查詢響應響應信息中的各線圈的狀態(tài)與數(shù)據(jù)區(qū)的每一位的值相對應，1=ON; 0=OFF。第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的LSB為查詢中的尋址地址，其他的線圈按順序在該字節(jié)中由低位向高位排列，直至8個為止，下一個字節(jié)也是從低位向高位排例。若返回的線圈數(shù)不是8的倍數(shù)，則在最后的數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余位至字節(jié)的最高位全部填零，字節(jié)數(shù)區(qū)說明全部數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。RESPONSEField NameSlave AddressFunctionByte CountData (Coils 27-20)Data (Coils 35-28)Data (Coils 43-36)Data (Coils 51-44)Data (Coils 56-52)Error Check (LRC or CRC)Example(Hex)110105CD6BB20E1B圖11: 讀線圈狀態(tài)響應線圈27-20的狀態(tài)用CDH表示，二進制值為11001101，該字節(jié)的MCB為線圈27，LSB 為20。線圈從左(27)向右(20)狀態(tài)分別為ON-ON-OFF-OFF-ON-ON-OFF-ON，因此第一個字節(jié)中的線圈從左到右應是27-20。下一個字節(jié)的線圈應為35至28。位數(shù)據(jù)串行轉輸從低位到高位，即2027，2835。最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)中，56-52線圈的狀態(tài)為1BH(或二進制00011011)，線圈56是左數(shù)第4位，線圈52是該字節(jié)的最低位，所線圈56至52的狀態(tài)分別為ON-ON-OFF-ON-ON注意3個剩余位(至最高位的數(shù))全部填0。02讀輸入位狀態(tài)說明讀從機離散量輸入信號的ON/OFF狀態(tài)。不支持廣播。附錄B列出各種型號控制器所支持的最大參數(shù)量。查詢查詢信息規(guī)定了要讀的輸入起始地址，以及輸入信號的數(shù)量。輸入起始地址為0，1-16個輸入口的地址分別為0-15。例：請求讀從機設備17的10197-10218的輸入位狀態(tài)。QUERYField NameSlave AddressFunctionStarting Address HiStarting Address LoNo. of Points HiNo. of Roints LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110200C40016圖12: 讀輸入位狀態(tài)查詢。響應響應信息中的各輸入口的狀態(tài)，分別對應于數(shù)據(jù)區(qū)中的每一位值，1 = ON; 0 = OFF，第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的LSB為查詢中的尋址地址，其他輸入口按順序在該字節(jié)中由低位向高位排列，直至8個位為止。下一個字節(jié)中的8個輸入位也是從低位到高位排列。若返回的輸入位數(shù)不是8的倍數(shù)，則在最后的數(shù)據(jù)字節(jié)中的剩余位直至字節(jié)的最高位全部填零。字節(jié)的最高位，字節(jié)數(shù)區(qū)。說明了全部數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。例：對查詢作出響應(參見上頁)。RESPONSEField NameSlave AddressFunctionByte CountData (Inputs 10204-10197)Data (Inputs 10212-10205)Data (Inputs 10218-10213)Error Check (LRC or CRC)Example(Hex)110203ACDB35圖13：讀輸入位狀態(tài)響應。輸入位10204-10197的狀態(tài)用35H (或二進制00110101) 表示。輸入位10218為左數(shù)第3位，10213輸入位為LSB，輸入位10218-10213的狀態(tài)分別為ON-ON-OFF-ON-OFF-ON，注意最位還有2個剩余位需填零。03讀保持寄存器說明讀從機保持寄存器的二進制數(shù)據(jù)不支持廣播，附錄B列出了由各種型號控制器所支持的最大的參數(shù)量查詢查詢信息規(guī)定了要讀的寄存器起始地址及寄存器的數(shù)量，寄存器尋址起始地址為0000，寄存器1-16所對應的地址分別為0-15QUERYField NameSlave AddressFunctionStarting Address HiStarting Address LoNo. of Points HiNo. of Roints LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)1103006B0003圖14：讀保持寄存器-查詢響應響應信息中的寄存器數(shù)據(jù)為二進制數(shù)據(jù)，每個寄存器分別對應2個字節(jié)，第一個字節(jié)為高位值數(shù)據(jù)，第二個字節(jié)為低位數(shù)據(jù)。對984-X8X型控制器(如984-685等)，掃描數(shù)據(jù)的速率為每次125個寄存器。對其它控制器型號的掃描速率為每次32個寄存器，全部數(shù)據(jù)完成組合后返回響應信息。例按查詢要求返回響應。RESPONSEField NameSlave AddressFunctionByte CountData Hi (Register 40108)Data Lo(Register 40108)Data Hi(Register 40109)Data Lo(Register 40109)Data Hi(Register 40110)Data Lo(Register 40110)Error Check (LRC or CRC)Example(Hex)110306022B00000064圖15：讀寄存器-響應寄存器40108的數(shù)據(jù)用022BH 2個字節(jié)(或用十進制555)表示，寄存器40109-40110中的數(shù)據(jù)為0000和0064H，(十進制時為0和100)04讀輸入寄存器說明讀從機輸入寄存器(3X類型)中的二進制數(shù)據(jù)，不支持廣播附錄B列出了由各種型號控制器所支持的最大的參數(shù)量查詢查詢信息規(guī)定了要讀的寄存器的起始地址及寄存器的數(shù)量，尋止起始地址為0，寄存器1-16所對應的地址分別為0-15。例：請求讀從機設備17中的30009寄存器。QUERYField NameSlave AddressFunctionStarting Address HiStarting Address LoNo. of Points HiNo. of Roints LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110400080001圖16：讀輸入寄存器-查詢響應響應信息中的寄存器數(shù)據(jù)為每個寄存器分別對應2個字節(jié)，第一個字節(jié)為高位數(shù)據(jù)，第二個字節(jié)為低位數(shù)據(jù)。對984-X8X型控制器(如984-685等)，掃描數(shù)據(jù)的速率為每次125個寄存器，對其它型號的控制器為每次32個寄存器。數(shù)據(jù)完成組合后，返回響應信息。例按查詢要求返回響應RESPONSEField NameSlave AddressFunctionByte CountData Hi(Register 30009)Data Lo(Register 30009)Error Check (LRC or CRC)Example(Hex)110402000A圖17：讀寄存器-響應寄存器30009中的數(shù)據(jù)用000AH 2個字節(jié)(或用十進制10)表示05強制單個線圈說明強制單個線圈(0X類型)為ON或OFF狀態(tài)。廣播時，該功能可強制所有從機中同一類型的線圈均為ON或OFF狀態(tài)。 注意：該功能可越過控制器內存的保護狀態(tài)和線圈的禁止狀態(tài)。線圈強制狀態(tài)一直保持有效直至下一個控制邏輯作用于線圈為止?？刂七壿嬛袩o線圈程序時，則線圈處于強制狀態(tài)。附錄B中列出了由各種型號控制器所支持的最大的參數(shù)量。查詢查詢信息規(guī)定了需要強制線圈的類型，線圈起始地址為0，線圈1的尋址地址為0由查詢數(shù)據(jù)區(qū)中的一個常量。規(guī)定被請求線圈的ON/OFF狀態(tài)， FF00H值請求線圈處于ON狀態(tài)，0000H值請求線圈處于OFF狀態(tài)，其它值對線圈無效，不起作用。例：強制從機設備17中的173線圈為ON狀態(tài)QUERYField NameSlave AddressFunctionCoil Address HiCoil Address LoForce Data HiForce Data LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110500ACFF00圖18：強制單個線圈-查詢響應線圈為強制狀態(tài)后即返回正常響應例：按查詢要求返回響應RESPONSEField NameSlave AddressFunctionCoil Address HiCoil Address LoForce Data HiForce Data LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110500ACFF00圖19：強制單個線圈06預置單個寄存器說明把一個值預置到一個4X類型保持寄存器中。廣播時，該功能把值預置到所有從機的相同類型的寄存器中。 注意：該功能可越過控制器的內存保護。使寄存器中的預置值保持有效。只能由控制器的下一個邏輯信號來處理該預置值。若控制邏輯中無寄存器程序時，則寄存器中的值保持不變。附錄B中列出了各種型號控制器所支持的最大的參數(shù)量查詢查詢信息規(guī)定了要預置寄存器的類型，寄存器尋址起始地址為0，寄存器1所對應的地址為0。請求的預置值在查詢數(shù)據(jù)區(qū)，M84或484控制器使用一個10位二進制值，其中高6位設定為0，而其它類型的控制器使用16位值。例：請求把從機設備17中的40002寄存器預置為0003H值。QUERYField NameSlave AddressFunctionRegister Address HiRegister Address LoPreset Data HiPreset Data LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110600010003圖20：預置單個寄存器-查詢響應寄存器內容被預置后返回正常響應例：按查詢要求返回響應RESPONSEField NameSlave AddressFunctionRegister Address HiRegister Address LoPreset Data HiPreset Data LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110600010003圖21：預置單個寄存器-響應07讀不正常狀態(tài)說明讀從中機中8個不正常狀態(tài)線圈的數(shù)據(jù)，某些線圈號已在不同型號的控制器中預定義，而其它的線圈由用戶編程，作為有關控制器的狀態(tài)信息，如“machine ON/OFF”，“heads retraced”，(縮回標題)，“safeties satisfied”(安全性滿意)，“error conditions”(存在錯誤條件)或其它用戶定義的標志等。該功能碼不支持廣播。該功能代碼為存取該類信息提供了一種簡單的方法，不正常線圈的類型是已知的(在功能代碼中不需要線圈類型) 預定義的不正常線圈號如下：控制器型號線圈設定M84,184/384,584,9841-8用戶定義484257 電池狀態(tài)258-264用戶定義884761電池狀態(tài)762內存保護狀態(tài)763R10工況狀態(tài)764-768用戶預定義查詢例請求讀從機設備17中的不正常狀態(tài)QUERYField NameSlave AddressFunctionError Check (LRC or CRC)Example(Hex)1107圖22：讀不正常狀態(tài)-查詢響應正常響應包含 8 個不正常的線圈狀態(tài)，為一個數(shù)據(jù)字節(jié)，每個線圈一位。LSB對應為最低線圈類型的狀態(tài)。例：按查詢要求返回響應：QUERYField NameSlave AddressFunctionError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110B圖23：讀不正常狀態(tài)響應該例子中，線圈數(shù)據(jù)為 6DH (二進制0110 ,1101)，從左到右 (最高位至最低位) 的線圈狀態(tài)分別為: OFF ON ON OFF ON ON OFF ON。若控制器型號為 984，這些位表示線圈 8 至 1 的狀態(tài)；若控制器型號為 484 則表示線圈 264 至 257 的狀態(tài)。11 (0B Hex) 取通訊事件計數(shù)器說明由從機通訊事件計數(shù)器返回一個狀態(tài)字和事件數(shù)，依據(jù)一串信息前后讀取的當前數(shù)值，由主機決定其信息是否已被從機正常處理，該功能代碼不支持廣播。信息成功完成 1 次，使控制器的事件計數(shù)器加 1， 不正常響應，查詢命令或取事件計數(shù)器命令等，對計數(shù)值不起作用。通過診斷功能代碼 (08)，(若重起動通訊選擇子功能代碼 0001) 或計數(shù)器和診斷寄存清零器代碼 (000A) 等可對事件計數(shù)器復位。查詢例：請求讀取從機設備 17 的通訊事件計數(shù)器QUERYField NameSlave AddressFunctionError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110B圖 24：讀取通訊事件計數(shù)器查詢響應正常響應含一個帶 2 個字節(jié)的狀態(tài)字和一個雙字節(jié)的事件數(shù)，若從機還未處理完以前發(fā)出的程序值狀態(tài)字中的各位。均為 1 (FFFFH)，處理完時，各位值均為 0(0000H)。例：按查詢要求返回響應QUERYField NameSlave AddressFunctionStatus HiStatus LoEvent Count HiEvent Count LoError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110BFFFF0108圖 25：讀取通訊事件計數(shù)器響應該列子中，狀態(tài)字是 FFFFH，說明從機還在處理程序，控制器計算的事件數(shù)為 264 (0108H)12 (0C Hex) 讀取通訊事件記錄說明由從機返回一個狀態(tài)字，事件數(shù)，信息數(shù)和一個事件的數(shù)據(jù)區(qū)。不支持廣播狀態(tài)字和事件數(shù)與讀取通訊事件計數(shù)器功能代碼（11,OBH）返回值相同。信息計數(shù)器包含從機處理，(最后一次再起動，計數(shù)器清零操作，或通電)的信息量，該值與由診斷功能代碼 (08)，總線信息數(shù)子功能代碼 (11,0BH) 返回的值相同。事件數(shù)據(jù)區(qū)包含 0-64 個字節(jié)。每個字節(jié)對應Modbus 送出的一個狀態(tài)，或子機接收操作的一個狀態(tài)。由子機把事件送到順序排列的區(qū)域。字節(jié) 0 為最新的事件，最大新的確字節(jié)刷新該區(qū)域的最老的字節(jié)。查詢例：請求從機設備 17 讀取通訊事件記錄QUERYField NameSlave AddressFunctionError Check (LRC or CRC)Example(Hex)110C圖 26：讀取通訊事件記錄查詢響應正常響應含一個 2 個字節(jié)的狀態(tài)字區(qū)，一個 2 個字節(jié)的事件數(shù)區(qū)和一個 2 個字節(jié)的信息數(shù)區(qū)，以及有 0-64 個字節(jié)的事件區(qū)，一個字節(jié)數(shù)區(qū)定義上述 4 個區(qū)的數(shù)據(jù)的總長度。例：按查詢要求返回響應RESPONSEField NameSlave AddressFunctionByte CountStatus HIStatus LoEvent Count HiEvent Count LoMessage Count HiMessage Count LoEvent 0Event 1Error Check (LRC or CRC)Example(Hex)110C080000010801212000圖 27：讀取通訊事件記錄響應在這例子中狀態(tài)字為 0000H，說明從機已完成程序處理從機計算的事件數(shù)為 264 (0108H)，已處理的信息數(shù)為 289 (0121H)。 最近的通訊事件在 Event 0 字節(jié)中。數(shù)值 20H 表示該從機已最后進入了只聽狀態(tài) (Listen Only Mode)。以前的事件在 Ev