MODBUS-TCP 协议MODBUS-TCP 协议.pdf

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。 三 TCP/IP 1. 为什么使用 TCP/IP ？ 最主要的一个原因在于它能使用在多种物理网络技术上，包括局域网和广域网技术。 TCP/IP 协议的成功很大程度上取决于它能适应几乎所有底层通信技术。 20 世纪 80 年代初，先在 X.25 上运行 TCP/IP 协议；而后又在一个拨号语音网络(如电话 系统)上使用 TCP/IP 协议，又有 TCP/IP 在令牌环网上运行成功；最后又实现了 TCP/IP 远程 分组无线网点与其他 Internet 网点间TCP/IP 通信。所以 TCP/IP 协议极其灵活，具备连接不 同网络的能力。 另外，使用 TCP/IP 也简化了 OSI 模型，因为它省略了表示层和会话层。如果现在把以 太网的物理层和数据链路层加到 OSI 模型就构成了基于以太网的 TCP/IP 网，如图 1 所示。 用以太网实现TCP/IP 也是经济的一种方式。 2. Internet Protocol(IP) IP 是 Internet 最基本的协议，用户可从 下载 RFC79 来得到其文件，(要求 评论 RFC: Request For Comments ：一系列备忘录的名称，包括概述、评价、意见、技术和 研究，以及所提出的和被接受的互联网标准) 。 IP 层主要目的是找到 IP 报文的“下一个连接点”，它可以是路由器、计算机、控制器甚 至 I/O ，关键该设备须有自己的 IP 地址。凡在网络层使用 IP 协议的网络，都通过 IP 地址寻 址，所以使用时首先要进行复杂的设置，每个节点至少需一个“IP 地址” 、一个“子网掩码” 、 一个“默认网点”和一个“主机名”，如此复杂的设置，对于一些初识网络的用户来说的确带来 不便，不过随着对网络熟悉，有许多 IP 地址配置工具，可方便进行 IP 设置，甚至是自动设 置。 IP 是面向报文的协