Modbus協(xié)議可以說是工業(yè)自動化領(lǐng)域應用最為廣泛的通訊協(xié)議,因為它的開放性、可擴充性和標準化使它成為一個通用工業(yè)標準。有了它,不同廠商的產(chǎn)品可以簡單可靠的接入網(wǎng)絡,實現(xiàn)系統(tǒng)的集中監(jiān)控,分散控制功能。
目前Modbus規(guī)約主要使用的是ASCII, RTU, TCP等,并沒有規(guī)定物理層。目前Modbus常用的接口形式主要有RS-232C,RS485,RS422,也有使用RJ45接口的,ModBus的ASCII, RTU協(xié)議則在此基礎(chǔ)上規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和應答的方式。ModBus數(shù)據(jù)通信采用Master/Slave方式(主/從),即Master端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息,Slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到Master端以響應請求;Master端也可以直接發(fā)消息修改Slave端的數(shù)據(jù),實現(xiàn)雙向讀寫。
在串行通信中,用“波特率”來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率。國際上規(guī)定了一個標準波特率系列:110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps。例如:9600bps,指每秒傳送9600位,包含字符的數(shù)位和其它必須的數(shù)位,如起始位、停止位和奇偶校驗位等。
在自動化領(lǐng)域我們常用RTU模式,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)
從站地址設置:
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)。
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);
數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)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。
RTU方式的消息幀
Modbus的功能碼
ModBus 功能碼與數(shù)據(jù)類型對應表
RTU 方式讀取整數(shù)據(jù)的例子
解析一下:主機發(fā)送指令,訪問從站地址為1,使用功能碼03(讀保持寄存器),起始地址高8位、低8位:表示想讀取的模擬量的起始地址(起始地址為0)。比如例子中的起始地址為38,十進制為:56。寄存器數(shù)量高8位、低8位:表示從起始地址開始讀多少個模擬量。例子中為1個模擬量。注意,在返回的信息中一個模擬量需要返回兩個字節(jié)。錯誤校驗為CRC校驗。
從站應答:設備地址和命令號和上面的相同。返回的字節(jié)數(shù):表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù),也就是數(shù)據(jù)1,2...n中的n的值。例子中返回了1個模擬量的數(shù)據(jù),因為一個模擬量需要2個字節(jié)所以共2個字節(jié)。數(shù)據(jù)高低字節(jié):41和24代表返回的1個模擬量的值,即十進制的16676。錯誤校驗為CRC校驗。
EP1C及EP1C Plus系列伺服驅(qū)動器支持Modbus總線通訊,適用于機器人、數(shù)控系統(tǒng)、自動化設備等。Modbus總線采用RJ45接口形式,接線簡單、穩(wěn)定可靠。
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