2024年度最完整的ModBus培训教程.pptx

最完整的ModBus培训教程

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2024/3/24

ModBus概述

ModBus基础知识

ModBus主从设备通信原理

ModBus功能码详解

ModBus应用实例分析

ModBus编程实践指导

总结与展望

contents

目

录

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ModBus概述

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CATALOGUE

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ModBus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气SchneiderElectric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（Defacto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

ModBus协议是一项应用层报文传输协议，包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型，协议本身并没有定义物理层，只是定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的，它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录，它制定了消息域格局和内容的公共格式。

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ModBus广泛应用于工业自动化领域，如PLC、DCS、智能仪表等设备之间的通信。

工业自动化

在楼宇自动化系统中，ModBus用于连接各种传感器、执行器和控制器，实现楼宇设备的监控和控制。

楼宇自动化

ModBus在能源管理领域也有应用，如智能电网、太阳能发电等系统中，用于数据采集和远程控制。

能源管理

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标准化

简单易用

可靠性高

灵活性强

ModBus是一种开放的、标准化的通信协议，不同厂商的设备可以互相通信。

ModBus采用主从通信方式，主设备可以轮询从设备，确保数据传输的可靠性。

ModBus协议相对简单，易于理解和实现，降低了开发和维护成本。

ModBus支持多种传输介质和接口标准，如RS-232、RS-485、TCP/IP等，方便不同设备之间的连接。

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ModBus基础知识

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RS-485接口

ModBus协议另一种常用的通讯接口，采用差分信号传输方式，因此可以有效抵抗外界干扰，传输距离较远。

RS-232接口

ModBus协议常用的通讯接口之一，采用负逻辑电平，传输距离较短。

通讯参数设置

在进行ModBus通讯时，需要设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，以确保数据的正确传输。

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数据格式

ModBus协议中数据格式通常为8位二进制数，即一个字节。对于16位或32位的数据，需要按照特定的字节序进行排列。

编码规则

ModBus协议中数据采用ASCII码或RTU编码方式进行编码。ASCII码方式将每个字节转换为两个十六进制字符进行传输；RTU方式则直接传输二进制数据。

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ModBus主从设备通信原理

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从设备接收到主设备发送的请求报文后，开始解析报文内容。

接收请求

从设备根据解析出的设备地址、功能码和数据地址等信息，执行相应的操作，如读取数据、写入数据等。

处理请求

从设备将处理结果按照ModBus协议构造响应报文，包括设备地址、功能码、执行结果和数据等。

构造响应

从设备将构造好的响应报文通过通信连接发送给主设备。

发送响应

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CRC校验

ModBus协议采用CRC校验算法对报文进行错误检测，确保报文的正确传输。

异常处理

当从设备在执行请求时发生异常，如数据读写错误、设备故障等，会构造异常响应报文发送给主设备，告知主设备具体的异常信息。

超时重传

主设备在发送请求后等待一段时间未收到响应时，会进行超时重传，确保请求的可靠传输。

主备切换

在ModBus网络中，当主设备出现故障时，可以配置备用主设备自动切换为主设备，确保网络的稳定运行。

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ModBus功能码详解

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公共功能码：适用于所有ModBus设备，用于基本的通信和控制功能。

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读取保持寄存器值

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01

读取线圈状态

02

02

读取离散输入状态

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读取输入寄存器值

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可由设备制造商定义，用于实现特定功能。

用户定义功能码

保留给用户自定义的功能

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功能码03：读取保持寄存器值

响应：设备地址、功能码、字节数、数据

请求：设备地址、功能码、起始地址、寄存器数量、字节数、数据

请求：设备地址、功能码、起始地址、寄存器数量

功能码16：写多个寄存器

响应：设备地址、功能码、起始地址、寄