工业网络控制技术 课件 项目9 Modbus通信应用.pptx

项目9Modbus通信应用张葵葵长沙民政职业技术学院电子信息工程学院

本项目内容任务9.1认识Modbus应用背景任务9.2模拟Modbus协议任务9.3Modbus通信

任务9.1认识Modbus应用背景任务描述

9.1.1Modbus和RS-485的重要性工业领域一项重要技能就是使用Modbus协议和RS-485接口连接各种自动化设备的组网能力。现在Modbus协议是自动化工业中使用最广泛的协议，几乎所有的智能设备都支持Modbus协议。Modbus总线连接来自相同和不同制造商设备。

9.1.2Modbus协议的历史Modbus协议是由MODICON（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年开发的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。Modbus协议用于分布式控制系统DCS，所有的传感器和执行器在整个工厂的安装分布布线，每一个传感器和执行器只需连接回他们的本地PLC，使用Modbus总线让各种ModiconPLC相互通信和共享这些传感器数据，仅安装一套通信电缆。Modbus是一个免费开放的标准。?用Modbus总线连接的DCS

9.1.3对Modbus和RS-485的常见误解Modbus是一种协议。RS-485是一个电气标准。Modbus协议定义了用于交换数据的消息帧结构，而RS-485仅定义电信号电平和允许数据传输的布线。Modbus实际上可以使用许多不同类型的电气标准，如RS-232、RS-422、RS-485、无线电、微波、卫星等。Modbus没有定义其所使用的物理介质，而是定义消息帧结构。在工业现场，Modbus的大部分应用涉及RS-485。

9.1.4RS-485的历史RS-232端口是一个简单的9针接口，是点对点通信应用。RS-232只能在15m内的距离内使用，而且它对电噪声源的抵抗力也不强。RS-485允许连接多个设备来创建网络，最多可连接32个设备，允许传输长达1200m。?RS-232接口?RS-485接口

9.1.5ModbusRTU与ModbusTCP/IP通信区别Modbus通信协议有多种变体，ModbusRTU、ModbusASCII和ModbusTCP。工业领域一般采用ModbusRTU协议，基于串行通信的Modbus通信协议一般指ModbusRTU通信协议。Modbus/RTU协议定义了“主”设备如何轮询一个或多个“从”设备，以通过RS-232、RS-422或RS-485串行数据通信实时读取和写入数据。Modbus/TCP是Modbus/RTU的扩展，ModbusTCP/IP定义了如何在基于TC/IP的网络中编码和传输Modbus/RTU消息。

9.1.5ModbusRTU与ModbusTCP/IP通信区别概念上不同。RTU通过二进制数据直接传输数据，而TCP则将二进制数据的每个字节转换为固定的两位十六进制字符串，然后将串行连接在一起，以TCP代码的形式传输数据。通信模式不同。MODBUSTCP对应的通信方式为以太网。MODBUSRTU或MODBUSASCII对应的通信方式为异步串行传输，用各种通信接口如RS-232/422/485。高速令牌传递网络相应的通信模式为ModbusPLUS。协议封装不同。与ModbusRTU协议相比，ModbusTCP协议在RTU协议中增加了消息MBAP头。由于TCP是基于可靠的连接服务，不再需要RTU协议中的CRC校验码，因此ModbusTCP协议中没有CRC校验码。

ModbusRTU与ModbusTCP/IP通信区别功用不同。ModbusRTU协议可以让控制器之间以及控制器与其他设备之间通过网络进行通信。ModbusTCP协议是在传输层和网络层之间提供服务。ModbusRTU协议由于传输距离短、速度慢，应用受到限制。ModbusTCP协议则因传输距离长、传输速度快而得到广泛应用。应用不同。ModbusRTU协议主要用于电气自动化和过程控制，一般采用RS-232或RS-485通信接口。Modbus/IP协议主要用于Internet或Intranet。OSI模型不同。Modbus是OSI模型第7层之上的应用层报文传输协议，它在不同类型总线或网络设备之间提供主站设备/从站设备（或客户端/服务器）通信。

ModbusRTU与ModbusTCP/IP通信区别ModbusRTU使用通过两条线连接整个网络，并通过为每个节点提供唯一的地址来与每个设备通信。ModbusRTU配RS-485接口，必须使用应用层来处理设备地址、校验和、数据包冲突。RS-485设计用于主/从拓扑，主站轮询每个从站，等待响应，避免了数据包冲突，来实现确定性行为。采用RS-485接口，主站最多可以通信32