MODBUS-TCP协议介绍
ModbusTCP通讯协议
ModbusTCP通讯协议协议名称：ModbusTCP通讯协议一、引言ModbusTCP通讯协议是一种基于TCP/IP协议的通信协议，用于在工业自动化系统中实现设备之间的数据通信。
本协议旨在定义ModbusTCP通讯协议的基本规范和通信流程，以确保设备之间的可靠通信和数据交换。
二、术语和定义在本协议中，以下术语和定义适用：1. ModbusTCP：基于TCP/IP协议的Modbus通讯协议。
2. 客户端：发起通信请求的设备或软件。
3. 服务器：响应客户端请求的设备或软件。
4. 单元标识符：用于标识设备或软件的唯一标识符。
5. 寄存器：用于存储和交换数据的内存单元。
三、通信流程1. 建立连接客户端通过TCP/IP协议与服务器建立连接。
客户端发送连接请求，服务器接受请求并返回确认信息，建立连接成功。
2. 请求报文格式客户端向服务器发送请求报文，报文格式如下：- 事务标识符：用于标识请求的唯一标识符。
- 协议标识符：用于标识ModbusTCP协议。
- 长度字段：指定报文长度。
- 单元标识符：用于标识设备或软件的唯一标识符。
- 功能码：指定请求的功能类型。
- 数据字段：包含请求的具体数据。
3. 响应报文格式服务器接收到请求后，根据请求的功能码进行相应的处理，并返回响应报文。
报文格式如下：- 事务标识符：与请求报文相同的标识符。
- 协议标识符：与请求报文相同的标识符。
- 长度字段：指定报文长度。
- 单元标识符：与请求报文相同的标识符。
- 功能码：与请求报文相同的功能码。
- 数据字段：包含响应的具体数据。
4. 功能码ModbusTCP通讯协议定义了多种功能码，用于实现不同类型的数据交换和操作。
常用的功能码包括：- 读取线圈状态：用于读取设备的线圈状态。
- 读取输入状态：用于读取设备的输入状态。
- 读取保持寄存器：用于读取设备的保持寄存器数据。
- 读取输入寄存器：用于读取设备的输入寄存器数据。
- 写单个线圈：用于写入设备的单个线圈状态。
ModbusTcp协议详解
ModbusTcp协议详解Modbus TCP协议详解协议简介：Modbus是一种通信协议，用于在自动化系统中传输数据。
Modbus TCP是Modbus协议的一种变体，它使用TCP/IP作为传输层协议，通过以太网进行通信。
本文将详细介绍Modbus TCP协议的各个方面，包括协议结构、数据格式、功能码和通信流程等。
一、协议结构Modbus TCP协议采用客户端-服务器模型，其中客户端是发起请求的一方，而服务器是提供响应的一方。
通信的基本单位是数据包，数据包由不同的字段组成，包括事务标识符、协议标识符、长度字段、单元标识符、功能码和数据等。
1. 事务标识符（Transaction Identifier）：用于标识一个事务，客户端发送的请求和服务器返回的响应中使用相同的事务标识符。
2. 协议标识符（Protocol Identifier）：用于标识Modbus协议的版本号，普通为0。
3. 长度字段（Length Field）：指示数据包的长度。
4. 单元标识符（Unit Identifier）：用于标识服务器设备的地址。
5. 功能码（Function Code）：用于指定请求的类型，包括读取数据、写入数据、读取文件记录等。
6. 数据（Data）：根据功能码的不同，数据字段可以包含读取的数据、写入的数据或者其他相关信息。
二、数据格式Modbus TCP协议中的数据格式采用了大端字节序（Big-Endian）表示。
数据包中的各个字段均采用16位的整数表示，其中高位字节在前，低位字节在后。
三、功能码Modbus TCP协议定义了多种功能码，用于不同的数据操作。
以下是常用的功能码及其功能描述：1. 读取线圈状态（Read Coils）：用于读取远程设备的线圈状态，返回线圈的开关状态。
2. 读取离散输入状态（Read Discrete Inputs）：用于读取远程设备的离散输入状态，返回输入信号的状态。
3. 读取保持寄存器（Read Holding Registers）：用于读取远程设备的保持寄存器的值。
modbus tcp通讯协议详解与实例演示
Modbus TCP是一种基于TCP/IP网络的通信协议，用于在工业自动化系统中实现设备间的数据交换。
以下是Modbus TCP通讯协议的详细解释和一个实例演示：1. Modbus TCP协议概述：- Modbus TCP是Modbus协议的一种变体，使用TCP/IP作为传输层协议，通过以太网进行数据通信。
- 它基于客户端-服务器架构，其中客户端发起数据请求，而服务器响应请求并提供数据。
- Modbus TCP使用简单的请求-响应模型，支持读取和写入数据寄存器、线圈、输入寄存器和离散输入等。
2. Modbus TCP帧结构：- Modbus TCP帧由标头和数据部分组成。
- 标头包括事务标识符、协议标识符、长度字段和单元标识符。
- 数据部分包含功能码、数据和错误检查字段。
3. Modbus TCP功能码：- Modbus TCP支持多种功能码用于不同的操作，如读取、写入、读取多个寄存器等。
- 常见的功能码包括读取线圈状态（0x01）、读取输入状态（0x02）、读取保持寄存器（0x03）、写单个寄存器（0x06）等。
4. Modbus TCP实例演示：- 假设有一个Modbus TCP服务器设备，IP地址为192.168.0.100，端口号为502。
- 客户端想要读取该设备上的保持寄存器中的数据。
- 客户端发送一个读取保持寄存器的请求帧，包括事务标识符、协议标识符、长度字段、单元标识符和功能码等。
- 服务器接收到请求后，解析请求帧，根据功能码读取保持寄存器中的数据。
- 服务器将读取到的数据封装成响应帧，并发送给客户端。
- 客户端接收到响应帧后，解析响应帧，提取出所需的数据。
Modbus TCP协议是一种常用的工业自动化通信协议，广泛应用于控制系统、仪表设备和传感器等。
通过使用Modbus TCP，不同的设备可以方便地进行数据交换和远程控制。
在实际应用中，可以使用各种编程语言和开发工具来实现Modbus TCP通讯，如Python、C#、Java等。
MODBUS-TCP协议介绍
MODBUS-TCP 协议一以太网的标准以太网是一种局域网。
早期标准为IEEE 802.3，数据链路层使用CSMA/CD，10Mb/s 速度物理层有：(1)10 Base 5粗同轴电缆，RG-8，一段最长为500m；(2)10 Base 2细同轴电缆，RG-58，一段最长为185m；(3)10 Base T双绞线，UTP或STP，一段最长为100m。
快速以太网为100Mb/s，标准为802.3a，介质为100 Base Tx双绞线、100 Base Fx光纤。
目前10/100M以太网使用最为普遍，很多企事业用户已实现100M到以太网桌面，确实体验到高速“冲浪”的快感，另外从距离而言，非屏蔽双绞线(UTP)为100m，多模光纤可达2～3km，单模光纤可大于100km。
千兆以太网1000Mb/s为802.3z/802.3ab，万兆以太网10Gb/s 为802.3ae，将为新一轮以太网的发展带来新的机遇与冲击。
二工业以太网与商用以太网的区别什么是工业以太网？技术上，它与IEEE802.3兼容，故从逻辑上可把商用网和工业网看成是一个以太网，而用户可根据现场情况，灵活装配自己的网络部件，但从工业环境的恶劣和抗干扰的要求，设计者希望采用市场上可找到的以太网芯片和媒介，兼顾考虑下述工业现场的特殊要求：首先要考虑高温、潮湿、振动；二是对工业抗电磁干扰和抗辐射有一定要求，如满足EN50081-2、EN50082-2标准，而办公室级别的产品未经这些工业标准测试，表1列出了一些常用工业标准。
为改善抗干扰性和降低辐射，工业以太网产品多使用多层线路板或双面电路板，且外壳采用金属如铸铝屏蔽干扰；三是电源要求，因集线器、交换机、收发器多为有源部件，而现场电源的品质又较差，故常采用双路直流电或交流电为其供电，另外考虑方便安装，工业以太网产品多数使用DIN导轨或面板安装；四是通信介质选择，在办公室环境下多数配线使用UTP，而在工业环境下推荐用户使用STP(带屏蔽双绞线)和光纤。
Modbus_MODBUS_TCP_协议解读
TCP/IP IETF RFC 793 IP IETF RFC 791
Ethernet II /802.3 IEEE 802.2 以太网物理层
TIA/EIA-485-A
SUPCON
Modbus应用协议
Modbus是一种简单客户机/服务器应用协议 客户机能够向服务器发送请求。 服务器分析请求，处理请求，向客户机发送应答。
从站 地址 1 字节 功能码 1 字节 数据 0 至 252 字节 CRC 2 字节
CRC 低位 CRC 高位
ASCII模式：信息中的每个8 Bit字节需2个ASCII字符,其 优点是准许字符的传输间隔达到1 s而不产生错误;
起始 1个 字符 : 地址 2 个字符 功能码 2 个字符 数据 0 至 2x252 个字符 LRC 2 个字符 结束 2 个字符 CR、LF
主站 从站 …… …… …… 从站 从站 …… 从站 从站
SUPCON
主站工作状态图
SUPCON
从站工作状态图
SUPCON
主/从通信的三种典型情况
SUPCON 串行链路上的Modbus地址规则
Modbus寻址空间有256个不同地址 地址0为广播地址 Modbus主节点没有地址，子节点必须有一个唯一的地址
层
7 6 5 4 3 2 1
ISO/OSI 模型
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 Modbus应用协议 空 空 空 空 Modbus串行链路协议 EIA/TIA-485 (或 EIA/TIA232)
Modbus 主站/从站 EIA/TIA-485
(或 EIA/TIA-232)
0 1——247 248——255
广播地址
Modbus-MODBUS-TCP-协议解析
层
ISO/OSI 模型
7
应用层
Modbus应用协议
6
表示层
空
5
会话层
空
4
传输层
空
3
网络层
空
2
数据链路层
Modbus串行链路协议
1
物理层
EIA/TIA-485 (或 EIA/TIA232)
Modbus 应用协议层 客户机/服务器
Modbus 主站/从站 EIA/TIA-485
(或 EIA/TIA-232)
主节点在同一时刻只会发起一个Modbus事务处理。
主节点以两种模式对子节点发送Modbus请求：广播、单播。
主站
从站 …… 从站
……
从站
从站
…… ……
从站
主站工作状态图
SUPCON
从站工作状态图
SUPCON
主/从通信的三种典型情况
SUPCON
SUPCON
串行链路上的Modbus地址规则
异常码指示差错类型。
客户机
启动请求
功能码
数据请求
接收响应
服务器
在操作中检测差错 启动差错
异常功能码
异常码
SUPCON
3
Modbus协议在串行链路上的实现
SUPCON Modbus协议在串行链路上的实现模型
主要是在RS485和RS232等物理接口上实现Modbus协议。
在Modbus链路层上客户机的功能由主站提供而服务器的功 能由从站实现。
SUPCON
Modbus-MODBUS-TCP-协议解析
主要内容
1 2 3 4
SUPCON
概述 Modbus 协议规范 Modbus协议在串行链路上的实现 Modbus协议在TCP/IP上的实现
modbus tcp协议报文解析
modbus tcp协议报文解析摘要：一、Modbus TCP 协议简介二、Modbus TCP 报文结构1.请求报文结构2.响应报文结构三、Modbus TCP 报文解析实例四、总结正文：一、Modbus TCP 协议简介Modbus TCP 协议是一种串行通信协议，它是由Modicon 公司开发，用于在工业控制系统中实现设备之间的通信。
Modbus TCP协议是基于TCP/IP协议栈的，它采用客户端/服务器模型。
在这个模型中，客户端发送请求报文到服务器，服务器接收请求并返回响应报文。
二、Modbus TCP 报文结构Modbus TCP 报文分为请求报文和响应报文。
下面分别介绍这两种报文的结构：1.请求报文结构请求报文的结构如下：- 事务处理标识符（8 位）：用于标识通信事务，每次通信后加1，以区别不同的通信数据报文。
- 协议标识符（8 位）：00 00 表示Modbus 协议。
- 数据长度（16 位）：指示接下来数据的长度，单位为字节。
- 设备地址（16 位）：用于标识连接在串行线或网络上的远程服务端的地址。
- 功能码（16 位）：指示请求的操作，例如读取保持寄存器数据。
- 起始地址（16 位）：指示读取或写入数据的起始地址。
- 寄存器数量（16 位）：指示要读取或写入的寄存器数量。
2.响应报文结构响应报文的结构如下：- 事务处理标识符（8 位）：与请求报文中的事务处理标识符相同，用于标识通信事务。
- 协议标识符（8 位）：与请求报文中的协议标识符相同，表示Modbus 协议。
- 数据长度（16 位）：指示接下来数据的长度，单位为字节。
- 设备地址（16 位）：与请求报文中的设备地址相同，用于标识远程服务端。
- 功能码（16 位）：与请求报文中的功能码相同，表示响应的操作。
- 字节长度（16 位）：指示响应数据的字节长度。
- 数据（可变长度）：响应的数据，例如读取保持寄存器的值。
三、Modbus TCP 报文解析实例假设我们要通过Modbus TCP 协议读取一个从设备的保持寄存器数据，请求报文和响应报文的结构如下：请求报文：- 事务处理标识符：00 00- 协议标识符：00 00- 数据长度：06 09- 设备地址：09- 功能码：03- 起始地址：00 00- 寄存器数量：00 01响应报文：- 事务处理标识符：00 00- 协议标识符：00 00- 数据长度：05 09- 设备地址：09- 功能码：03- 字节长度：02- 数据：12 34（表示保持寄存器的值为1234h）四、总结Modbus TCP 协议是一种广泛应用于工业控制系统的通信协议。
ModbusTCP通讯协议
ModbusTCP通讯协议协议名称：ModbusTCP通讯协议一、引言ModbusTCP通讯协议是一种基于TCP/IP网络的通讯协议，用于实现工业自动化系统中不同设备之间的数据交换。
本协议旨在规范ModbusTCP通讯协议的数据格式、通讯方式和错误处理等方面的内容，以确保通讯的稳定性和可靠性。
二、术语定义1. ModbusTCP：基于TCP/IP网络的Modbus通讯协议。
2. 客户端：发起通讯请求的设备。
3. 服务器：响应客户端请求的设备。
4. 数据单元标识符（Unit Identifier）：用于识别不同设备的标识符。
5. 功能码（Function Code）：用于定义通讯请求的操作类型。
6. 寄存器（Register）：用于存储和传输数据的内存单元。
三、通讯格式1. 数据帧格式ModbusTCP通讯协议使用TCP/IP网络进行数据传输，通讯数据帧格式如下：| 事务标识符 | 协议标识符 | 长度字段 | 单元标识符 | 功能码 | 数据域 | CRC校验|其中，事务标识符用于标识一次通讯事务，协议标识符用于识别Modbus协议，长度字段表示数据域的字节数，单元标识符用于识别设备，功能码用于定义通讯请求的操作类型，数据域用于存储通讯数据，CRC校验用于验证数据的完整性。
2. 功能码定义ModbusTCP通讯协议定义了一系列功能码，用于不同类型的通讯请求。
以下是常用的功能码及其对应的操作类型：- 读取线圈状态（Read Coil Status）：读取指定线圈的状态。
- 读取输入状态（Read Input Status）：读取指定输入的状态。
- 读取保持寄存器（Read Holding Registers）：读取指定保持寄存器的值。
- 读取输入寄存器（Read Input Registers）：读取指定输入寄存器的值。
- 写单个线圈（Write Single Coil）：设置指定线圈的状态。
- 写单个寄存器（Write Single Register）：设置指定寄存器的值。
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MODBUS-TCP
～
～～ IEEE 802.3 CSMA/CD 10Mb/s
(1)10 Base 5 RG-8 500m
(2)10 Base 2 RG-58 185m
(3)10 Base T UTP STP 100m
～～ 100Mb/s 802.3a 100 Base Tx 100 Base Fx ～～ 10/100M 100M “ ” (UTP) 100m 2 3km 100km 1000Mb/s 802.3z/802.3ab 10Gb/s 802.3ae
～
～～ IEEE802.3 EN50081-2 EN50082-2 1 DIN UTP STP( )
～TCP/IP
1. TCP/IP
～～ TCP/IP
20 80 X.25 TCP/IP ( ) TCP/IP TCP/IP TCP/IP
Internet TCP/IP TCP/IP
～～ TCP/IP OSI OSI TCP/IP 1 TCP/IP
2. Internet Protocol(IP)
～～IP Internet RFC79 ( RFC: Request For Comments )
～～IP IP “ ” I/O IP IP IP “IP ” “ ” “ ” “ ” IP IP
～～IP IP 2
～～IP 4 ( 3 ) A 16387064 (1 126) B 64516 ( 128 191) C 254 ( 192 223) D (“0.0.0.0”) 1 (“255.255.255.255”)
3. Transmission Control Protocol (TCP)
～～TCP ( 4 ) RFC793 TCP TCP TCP
4. TCP
～～TCP (Socket) RFC1700 2 502
5. (Protocal)
～～ “ ” IP TCP TCP/IP TCP/IP Internet
Modbus ( 5 ) ( )
～ Modbus TCP
～～Modbus IANA(Internet Assigned Numbers Authority, ) Modbus TCP 502 Modbus ～～Modbus IETF(Internet Engineering Task Force, ) Internet 1978 Modbus Modbus TCP/IP 300 Modbus 90% I/O Modbus TCP/IP Modbus Modbus Modbus TCP C/C++ JA V A ActiveX Modbus TCP
1. Modbus TCP/IP
～～ TCP/IP 5
/
/
32 IP IP
Modbus
2. Modbus TCP
～～ TCP/IP Ethernet II 802.3 6 Modbus TCP 3
MBAP (MBAP Modbus Application Protocol Modbus ) 4 7
3
3. Modbus
～～ 3
(1) ( 4 )
(2) 65 72 100 110 RFC (3)
～～ 3
1. 0 / (fc.3)
(fc.16)
2. 1 (fc.1) (fc.2)
(fc.4) (fc.5) (fc.6)
3. 2
4. (fc.15) (fc.20) (fc.21)
(fc.22) (fc.23)
4. Modbus
1.～
2. ( 5)
3.Modbus TCP ( 6)
4.Modbus TCP
Connect() TCP 502
a. Modbus 7 MBAP
b. send()
c.
d. recv()
TCP
5.Modbus TCP
a.JA V A
b. Unix C
c. Win32 C
6.Modbus TCP
www. ( )
～ TCP/IP Modbus
1.～
2.TCP/IP 93% TCP/IP
Modbus TCP
3.
1.
2. Modbus TCP
Unix Linux Windows Modbus TCP SEMI
1. 100M
4000 Modbus TCP 125 (16bit) 4000×125=500000 (8000000 )
1.
I/O IP Web I/O TCP/IPModbus。