《Modbus通讯》PPT课件.ppt

Modbus 串行通讯 Modbus协议于1978年由Modicon开发1979年开始 Modbus作为一个标准的工业协议开始应用基于RS232 RS485物理结构是异步的 串行数据通信支持主 从结构 运行原理 Modbus串行以及OSI模型 应用层 表达层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 传输模式 RTU ASCII RS232 1 2 3 4 5 6 7 运行原理 总线拓扑结构 点 到 点模式 总线 运行原理 Modbus主从协议 1 247个从站 运行原理 帧结构 功能码 数据 地址 CRC或LRC 地址范围 1 247 地址范围 0 仅用于写模式 运行原理 单发模式编址 1 2 3 4 5 n 地址 1 247 运行原理 广播模式编址 1 2 3 4 5 n 从站无需响应主站 仅用于写功能 地址 0 运行原理 单发编址时序图 主站 从站1 从站n 媒体介质 运行原理 广播编址时序图 主站 从站1 从站n 媒体介质 运行原理 传输错误事件时序图 主站 从站1 从站n 媒体介质 ModbusRTU ASCII 两种定义的串行传输模式 RTU模式 ASCII模式 每个字符的内容和格式 封装格式 帧的起始和结束 定义 传输模式和串口参数对所有的产品而言必须是一致的 必须的 可选的 ModbusRTU ASCII RTU模式 内容 每个数据项在一个字节内被编码 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 编码实例 读设备身份 43 0 x2B ModbusRTU ASCII RTU模式 字符格式 11位 Bit0 Start Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Parity Stop 8bitsdedonn e 偶校验方式 1停止位 Bit0 Start Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Stop Stop 8bitsdedonn e 2停止位 无校验方式 ModbusRTU ASCII RTU模式 帧格式 功能码 数据 地址 CRC 256字节 最大 ModbusRTU ASCII ASCII模式 内容 每个数据项以两个ASCII字符编码 7位 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 编码实例 读设备身份 43 0 x2B ModbusRTU ASCII ASCII模式 字符格式 10位 Bit0 Start Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Parity Stop 7databits 偶校验方式 1停止位 Bit0 Start Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Stop Stop 7bitsdedonn e 2停止位 无校验方式 ModbusRTU ASCII ASCII模式 帧格式 功能码 数据 地址 LRC 513字符 最大 ModbusRTU ASCII 功能码 01readcoilstatus 读线圈状态02readinputstatus 读输入寄存器状态03readholdingregisters 读保持型寄存器04readinputregisters 读输入寄存器05forcesinglecoil 强制单个线圈06presetsingleregister 预置单个寄存器15forcemultiplecoil 强制多路线圈16presetmultipleregisters 预置多寄存器23read write4Xregisters 读 写4X寄存器 ModbusRTU ASCII 传输错误检测 奇偶校验 帧校验 字符层 主站和从站之间执行两种类型检测 消息层 ModbusRTU ASCII 错误检测的反馈 从站检测到一个传输错误 主站 请求 等待超时 不会提供响应 不会处理请求 主站检测到一个传输错误 主站 从站 等待 处理响应 响应 不会处理请求 请求 三种标准化物理层 三种标准化Modbus电气接口 RS4852线制 多点点到点 RS4854线制 RS232 必需的 可选的 可选的 无需改变集成进一个已存在的安装 点到点模式15米 最大 三种标准化物理层 ModbusRS4852线制安装 公共端 差分双绞 拓扑结构 总线类型 最大长度 主段 1 000米 19 200bits s支干 总共40米主电缆类型 屏蔽双绞 最大设备数 不带中继 32个设备 包含主站 D0 D1 三种标准化物理层 ModbusRS4854线制安装 从双绞 主双绞 公共端 拓扑结构 总线类型 最大长度 主段 1 000米 19 200bits s支干 总共40米 最大设备数 不带中继 32个设备 包含主站 三种标准化物理层 Modbus2 4线制兼容性 连接2线制设备到一个4线制安装 可能的 通过调整安装接线 连接4线制设备到一个2线制安装 两种可能性 可能的 通过调整设备接线 三种标准化物理层 连接2线制设备到一个4线制安装 公共端 5V 650ohms 650ohms Slaven T R Lineterminator Lineterminator 调整安装 新两线总线的总长度必须小于1 000米 三种标准化物理层 连接4线制设备到一个2线制安装 公共端 差分双绞 Slave1 T R 调整设备接线 Slaven T R 三种标准化物理层 Grounding 公共端 差分双绞 D0 D1 RS485通讯只允许在传输线通过 7V 12V的电压范围 任何过高的电压会导致网络的崩溃 甚至设备的损坏 为了保证电压不被超过 恰当的接地是必须的 三种标准化物理层 Polarization极化电阻 公共端 差分双绞 D0 D1 为了保护接受设备免受外界的干扰采集到正确的状态 必须保证线上电压被偏置 那么需要给差分线路加上一对外部电阻 目的是产生足够的DC偏置电流以维持D0 D1之间至少200mV的电压差 三种标准化物理层 Termination终端电阻 公共端 差分双绞 D0 D1 为了保护Modbus免受未知的影响 例如 反射和减小环电流 需要在线路两端添加RC终端 执行类 透明就绪规则 三个执行层次 用于三个服务层次 Basic 属于一个类仅如果所有所需的服务被支持时 Regular Extended 一个设备也能支持属于更高类的服务 一个嵌入式的功能层次模型 执行类 透明就绪设备身份 AllTRModbusTCP IPdevices Communicationservices BtoD ModbusBasicTCP IP ModbusBasicTCP IP FDR ModbusRegularTCP IP FDR 其它TR设备 通过一个TR网关 无Modbus ModbusBasic ModbusRegular TRModbus设备 通过一个TR网关 10 20 30 00 01 05 网页服务 A 无网页 执行类 两个执行类 ClassA01 ClassA05 执行类 服务类 数据链路层 Basic Regular 无组态选项 可组态的数据链路层 Basic 地址 支持地址248 波特率 9600 19200奇偶 奇和偶 诊断错误 错误码 01无效的功能码02无效的数据地址03无效的数据值04从站设备失败05确认 从站已经接受请求并且正在处理 则返回该确认消息06从站设备忙07否定确认 从站无法执行请求08内存奇偶校验错误 Q A 1 不同厂商的Modbus设备是否能够被一个网关同时读取 能和不能的判断原则是什么 2 网关最多能连接多少个Modbus设备 判断依据是什么 3 网关能带多少Modbus监控点 判断依据是什么 4 不同的Modbus通讯芯片是否对Modbus的通讯会有影响 如何判断 5 如何判断Mod