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新稿件 基于VC的Modbus/TCP协议模型通信测试软件的实现 郝晓弘，祖守圆 ,徐维涛 (兰州理工大学 电气工程与信息工程学院，甘肃 兰州 730050) 摘要： Modbus/TCP 协议是 Modbus 协议族在工业以太网上的解决方案。Modbus/TCP 协议具 有侦错能力强、数据传输量大、实时性好、开放性好等特点。所以得到广泛的采用。文章依 据 Modbus/TCP 协议的要求，利用 winsock 和多线程机制实现该协议的通讯测试软件。 关键词：Modbus/TCP；winsock；多线程；客户/服务器 1.引言 近年来，现场总线技术和工业以太网的快速发展，以及关键支持的突破，使得工业自 动化领域控制级以上的通信网络正在逐步统一到工业以太网。同时，由于一些通信接口芯片 的研制成功以及价格上的优势，导致了工业以太网技术的快速发展。 目前工业以太网有四个主要的竞争者:Modbus/TCP工业以太网、Ethernet/I P工业以太 网、Foundation Fieldbus HSE工业以太网和Profinet工业以太网。其中，Modbus/TCP工业 以太网较为流行、简单，是一种高效的控制方案解决标准，有成为主流的趋势。 Modbus/TCP 通信协议是一种被不同的现场总线厂家及协会广泛采用的工业以太网标 准，对于现场总线控制中采用的 TCP/IP 协议通信的设备都适用，尤其适用于工业以太网中 的 I/O 模块、PLC 等设备与其他网络结点的数据交互。（如图 1）Modbus/TCP 协议是由 Schneider 公司发布的，是将 Modbus总线协议与以太网 TCP/IP 协议结合形成的。它保留了 Modbus 协议原有的命令/应答方式、RTU和 ASCII两种数据格式等特点；同时支持采用 HTTP 和 XML 在内的开放的 Internet 协议，使得 Modbus/TCP 除了作为现场总线使用外，还可在设 备中内置网页服务器。从而使工业以太网上的 I/O 设备能够支持网上浏览 I/O 状态、系统工 况，以及网络信息的繁忙度；也可为特殊节点定义相应的网页反映生产信息、故障诊断、报 警记录以及发送 E-mail信息给维护人员等。已有实验表明，基于 Modbus/TCP 协议的工业以 太网控制系统，既可以用作控制，又可传输文件，并且其性能稳定性和传输速率也优于原由 的各种现场总线控制系统。 图 1 利用 Modbus/TCP 连入以太网的控制结构 使用 Modbus/TCP 协议的工业以太网控制系统，利用 Visual C++或其他商用软件 开发工具，即可为系统建立网址、网页、可供多用户同时访问同一网址对应的现场设备。从 发展的角度看，Modbus/TCP 协议具有开放性，且易于理解和实现，必将被应用在越来越多 的工业控制领域。 2．Modbus/TCP 协议 1.1 Modbus 协议在网络协议栈中的意义 Modbus 与 TCP/IP 结合成为 Modbus/TCP，它以一种非常简单的方式将 Modbus 帧嵌 入到 TCP 帧中，使其成为工业以太网应用层协议。 Modbus 协议层在 TCP 之上，其主要完成的任务为：在服务器端，负责解译来自客 户端的 Modbus 帧，执行相应的请求。在客户端，负责把来自用户的 message(包含用户请求 执行的操作和要控制的对象等信息)封装为 Modbus 帧。 图 2 Modbus/TCP 帧格式 2.2 Modbus/TCP 的帧格式 如图2所示，整个 Modbus 帧的大小不能超过 256 字节。其包括三个部分： (1)MBAP Header(Modbus 应用协议报头，共占用 7 字节)其分为四个部分： Transaction identifier,占用 2 个字节，用来标识 Modbus 帧的次序，每多发送一个 Modbus 帧，