Modbus通信如何調試？它廣泛應用在哪些方面？

Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon(現在的施耐德電氣Schneider Electric)于1979年為使用可編程邏輯控制器(PLC)通信而發(fā)表。它應用在電子控制器上，作為一種通用語言，使得控制器之間、控制器經由網絡(例如以太網、485總線)和其他設備之間可以通信。自從1979年成為工業(yè)串行鏈路的事實標準以來，Modbus使得成千上萬的自動化設備能夠通信。

Modbus是一種請求/應答協(xié)議，并且提供功能碼規(guī)定的服務。功能碼是Modbus請求/應答PDU(協(xié)議數據單元)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。目前Modbus已經成為工業(yè)領域通信協(xié)議的業(yè)界標準，并且現在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。

Modbus協(xié)議包括ASCII、RTU、TCP等，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。標準的Modicon控制器使用RS232C實現串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數據的結構、命令和就答的方式，數據通訊采用Maser/Slave方式，Master端發(fā)出數據請求消息，Slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數據到Master端以響應請求;Master端也可以直接發(fā)消息修改Slave端的數據，實現雙向讀寫。

Modbus協(xié)議需要對數據進行校驗，串行協(xié)議中除有奇偶校驗外，ASCII模式采用LRC校驗，RTU模式采用16位CRC校驗，但TCP模式沒有額外規(guī)定校驗，因為TCP協(xié)議是一個面向連接的可靠協(xié)議。另外，Modbus采用主從方式定時收發(fā)數據，在實際使用中如果某Slave站點斷開后(如故障或關機)，Master端可以診斷出來，而當故障修復后，網絡又可自動接通。因此，Modbus協(xié)議的可靠性較好。

對于Modbus的ASCII、RTU和TCP協(xié)議來說，其中TCP和RTU協(xié)議非常類似，我們只要把RTU協(xié)議的兩個字節(jié)的校驗碼去掉，然后在RTU協(xié)議的開始加上5個0和一個6并通過TCP/IP網絡協(xié)議發(fā)送出去即可。

Modbus調試

首先要對安裝Modbus設備的串口通信參數進行配置，連接參數，串口選擇串口通信的串口，這里選擇上面一對虛擬串口中的COM4。

點擊協(xié)議選擇按鈕，在彈出對話框中設置Modbus傳輸模式，我們選擇RTU進行測試。

通信參數設置

通信參數包括：起始地址(Address)、Device Id、寄存器長度(Length)及讀取的功能代碼。

其中MODBUS Point Type(Modbus數據模型)包括以下四種：

· 01:COIL STATUS：讀寫開關量類型(DO)，位操作，可用于設定端口輸出狀態(tài)，或者讀取該位的輸出狀態(tài)，常用于電磁閥輸出、MOSFET輸出、LED顯示等;

· 02:INPUT STATUS：讀開關量類型(DI)，位操作，通過外部設定改變輸入狀態(tài)，可讀但是不可寫，常用于撥碼開關、接近開關等;

· 03:HOLDING REGISTER：保持寄存器，讀寫WORD類型，字操作，輸出參數或者保持參數，控制器運行時被設定的某些參數，可讀可寫，常用于模擬量輸出設定值、PID運行參數、變量閥輸出大小、傳感器報警上下限等;

· 04:INPUT REGISTER：輸入寄存器，讀WORD類型，字操作，輸入參數，控制器運行時從外部設備獲得的參數，可讀但是不可寫，常用于模擬量輸入。

連接

點擊菜單“連接設置”中的“連接”，彈出的界面中配置好通訊參數之后，點擊“確定”，建立連接。

使用串口助手調試

查詢

主機ModScan32軟件發(fā)送讀從機線圈寄存器當前狀態(tài)的指令，從機(串口助手模擬從機)收到的數據為：01 01 00 00 00 64 3D E1

應答

正常主機發(fā)送一個數據包，我們要在一定時間內，發(fā)送一個固定格式的數據包作為應答，否則會提示超時“MODBUS Message TIME-OUT”或者接收的應答格式不正確“Received Invalid Response to MODBUS Query”或者提示校驗錯誤“Checksum Error in Response Message”等提示。

Modbus通信主要應用在以下幾個方面：

工業(yè)自動化控制：Modbus被廣泛應用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，用于連接PLC、modbus傳感器、執(zhí)行器等設備，實現監(jiān)控和控制。

智能家居：Modbus也可以應用于智能家居系統(tǒng)中，用于連接各種傳感器和執(zhí)行器，實現遠程控制和監(jiān)測。

能源監(jiān)控：Modbus協(xié)議還可以用于能源監(jiān)控系統(tǒng)，連接電表、燃氣表、水表等設備，實現能源數據的采集和分析。

環(huán)境監(jiān)測：Modbus協(xié)議可以應用于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，連接各種傳感器和儀器，監(jiān)測環(huán)境參數如溫度、濕度、氣壓等。

智能交通：Modbus也可以應用于智能交通系統(tǒng)中，用于連接交通控制設備、車輛檢測器等，實現交通信號的控制和管理。

工業(yè)物聯(lián)網：在工業(yè)物聯(lián)網領域，Modbus可以用于連接各種工業(yè)設備，實現數據采集和監(jiān)控，助力工廠智能化升級。

電力行業(yè)：在電力行業(yè)中，Modbus被用于監(jiān)控電力設備的運行狀態(tài)，實現電力數據的采集和分析。

物流行業(yè)：在物流行業(yè)中，Modbus可以連接各種物流設備，實現物流信息的采集和傳輸，提高物流效率。