基于PLC的Modbus協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

　　Modbus協(xié)議最初由Modicon公司開(kāi)發(fā)出來(lái)，是針對(duì)PLC設(shè)備設(shè)計(jì)的基于串行總線的主從模式的應(yīng)用層總線設(shè)備協(xié)議。ModbusTCP是封裝在TCP包內(nèi)的Modbus協(xié)議，雖然有一些變化，但是根本上還是主從模式。

　　隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)很多系統(tǒng)的控制和采集單元部分為公司自主研發(fā)，一般建議這些公司的串行通訊協(xié)議采用Modbus協(xié)議，很多用戶在modbus協(xié)議存在著理解錯(cuò)誤，現(xiàn)在分析如下：

　　一、modbus的保持和輸入寄存器是以word（16bit）為單位的。

　　比如4****（保持寄存器/輸出寄存器）和3****（輸入寄存器）是以字為單位的。所以，如果讀40001寄存器開(kāi)始的一個(gè)16位的無(wú)符號(hào)數(shù)，那么返回2個(gè)Byte，并可以從40002開(kāi)始讀下一個(gè)16位的無(wú)符號(hào)數(shù)。

　　但是，如果讀40001寄存器開(kāi)始的一個(gè)32位浮點(diǎn)數(shù)，那么，返回4個(gè)Byte，而且，下一個(gè)32位浮點(diǎn)數(shù)必須從40003開(kāi)始。

　　常見(jiàn)問(wèn)題：

　　1）、將40001定義為一個(gè)Byte的數(shù)據(jù)；

　　2）、將40001定義為32位浮點(diǎn)數(shù)，40002為下一個(gè)32位浮點(diǎn)數(shù)。

　　 二、寄存器最小地址為1，而報(bào)文起始地址為0。

　　在數(shù)據(jù)報(bào)文中,所有的modbus地址都是從0開(kāi)始的。也就是首次出現(xiàn)的數(shù)據(jù)項(xiàng)在報(bào)文中的地址為0。比如：

　　1.在控制器中，“線圈1”在Modbus報(bào)文的地址域中的地址為00 00。

　　2.線圈127的十六進(jìn)制報(bào)文地址為007E hex（十進(jìn)制的126）

　　3.保持寄存器40001的報(bào)文地址為00 00。因?yàn)閳?bào)文功能碼明確要操作“保持寄存器”，所以，協(xié)議就以“4XXXX”代表這個(gè)寄存器。

　　4.保持寄存器40108的報(bào)文地址為006B hex (十進(jìn)制107）

　　總之，Modbus地址一般指4****（保持寄存器/輸出寄存器）和3****（輸入寄存器），這時(shí)應(yīng)用層面的：

　　比如設(shè)備說(shuō)明書(shū)可以簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)備支持Modbus RTU標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并詳細(xì)描述其地址對(duì)應(yīng)關(guān)系為：40001 --  模擬量采集通道1，16位有符號(hào)數(shù)，.....。比如組態(tài)軟件的地址設(shè)置，一般為輸出寄存器，從地址1開(kāi)始，連續(xù)多少個(gè)?；蛘咧该?00001：16位有符號(hào)數(shù)。但是，在數(shù)據(jù)報(bào)文層面，寄存器起始地址從0開(kāi)始。

　　數(shù)據(jù)報(bào)文包括：設(shè)備地址+功能碼+起始地址+寄存器個(gè)數(shù)+校驗(yàn)位。其中，起始地址是從0開(kāi)始的。

　　舉例說(shuō)明：從設(shè)備17讀40001開(kāi)始的2個(gè)寄存器數(shù)據(jù)的報(bào)文

　　設(shè)備地址  功能碼 起始地址  寄存器個(gè)數(shù) 校驗(yàn)

　　　11              03          00 00         00 02              --

　　常見(jiàn)問(wèn)題：

　　1、使用和定義40000地址；

　　2、分析報(bào)文時(shí)，直接將報(bào)文起始地址當(dāng)作應(yīng)用層寄存器地址。

　　3、Modbus的寫(xiě)寄存器命令的不同。

　　常用Modbus寄存器有：線圈（Coil）、輸入（Input）、保持寄存器（Holding Registers）和輸入寄存器（Input Registers）。

　　從Modbus設(shè)備角度看，輸入是上位機(jī)采集Modbus設(shè)備的信息，也就是這些寄存器是只讀的，所以，Modbus協(xié)議沒(méi)有寫(xiě)輸入（Input）和輸入寄存器（Input Registers）的命令。

　　線圈（Coil）是狀態(tài)量，對(duì)應(yīng)Modbus設(shè)備的開(kāi)關(guān)量輸出（DO），保持寄存器（Holding Registers）是模擬量，對(duì)應(yīng)Modbus設(shè)備模擬量輸出（AO），這些寄存器需要Modbus設(shè)備的上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置，也就是為可以寫(xiě)的寄存器。

　　在Modicon_Modbus協(xié)議 協(xié)議中，寫(xiě)線圈（Coil）和保持寄存器（Holding Registers）都有兩種寫(xiě)命令：

　　1）、寫(xiě)單個(gè)寄存器：

　　置單線圈（Force Single Coil）功能碼05（0x05）

　　寫(xiě)單個(gè)寄存器（Preset Single Holding Register）功能碼06（0x06）

　　2）、寫(xiě)多個(gè)寄存器

　　寫(xiě)多線圈（Force MulTIple Coils）功能碼15（0x0F）

　　寫(xiě)多個(gè)寄存器（Preset MulTIple Registers）功能碼16（0x10）