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ISCS与子接口协议

版本：V1.1

南京南瑞集团公司

ISCS与子系统接口协议

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版本

日期

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备注

V1.0

20

陆艮峰

初稿

通信接口

基于以太网的MODBUSTCP/IP协议

ISCS系统的FEP（前端处理器）配置为主机，子系统的通讯设备配置为从机。ISCS系统每500ms向子系统发送一次轮询报文。

MODBUSTCP/IP协议

2.1协议概述

MODBUSTCP/IP协议在应用层采用MODBUS信息定义，在传输层和网络层采用TCP/IP，用于以太网通讯。MODBUSTCP/IP协议和OSI各层之间的对应关系由下图表示：

（图片来源于MODBUS.org：参考OSI模型的应用层模型）

19世纪70年代MODBUS协议初次发布，至今已经在工业自动化领域广泛应用。MODBUS协议获取简便（访问），且便于实现。

MODBUS协议本身没有变化，但对报文的发送方式和速率作了改变，以满足工业应用的实时性需求。MODBUS/TCP由此产生。

MODBUSTCP/IP就是简单地将MDOBUS帧嵌入到TCP帧中。TCP/IP的请求/应答机制能和MODBUS本身的主/从机制很好的配合工作。

2.2报文格式组成（标准MODBUSTCP/IP）

报文格式组成：

报头

功能码

数据

报头描述：

字段

客户端

服务端

事务标识

由客户端初始化

服务端从接收到的请求中拷贝

协议标识

由客户端初始化

服务端从接收到的请求中拷贝

长度

由客户端初始化

服务端初始化(应答)

单元标识

由客户端初始化

服务端从接收到的请求中拷贝

事务标识:

用于事务配对。MODBUS服务端在应答时拷贝来自客户端请求的事务标识。

请求和应答通过事务标识相对应。因此，在同一时间，TCP连接的事务标识必须是唯一的。有几种方式应用事务标识。比如简单计数“TCP顺序号”，每次请求时加1。

协议标识:

用于系统内的多元标识。MODBUS协议用‘0’标识。

长度:

长度字段以字节计数，包括单元标识和数据字段。

单元标识:

该字段用于系统内路由。其典型应用为请求和服务器应答报文返回值在该字段值必须相同。

在某些情况下，单元标识携带远程设备的MODBUS从机地址。但在TCP/IP层，MODBUS服务端用其IP地址寻址，因此MODBUS单元标识就没有实际意义。此时该字段值为0xFF。

顺序号的应用:

对于每个信息，MODBUSMASTER(ISCSFEP)会给MODBUSSLAVE(子系统)初始化/制造顺序号；

MODBUSSLAVE(子系统)的响应信息应使用从MODBUSMASTER(ISCSFEP)发出的相同的顺序号；

ISCSFEP应确认从子系统收到的顺序号与之前发送给子系统的顺序号相同；

ISCSFEP增加顺序号数值的原则：

顺序号应用两个字节来储存；

顺序号的范围应是(0-65535)或(0x0000to0xFFFF)；

顺序号的初始数值应是0；

对于每个发出的信息,包括用于正常轮询、故障轮询、重试信息或控制，ISCSFEP应把顺序号数值增加1；

如果ISCSFEP发现子系统的响应信息的顺序号有错误，应不理会该信息，并宣布通讯状态欠佳。

报文详述

本文中定义的寄存器地址将根据子系统供应商最终提供的IO点类表作相应的修改。

2.3.1功能码0x04(读输入寄存器)

例如：ISCS向子系统发送查询帧，获取子系统设备状态：

Description描述

Size(Byte)长度（字节）

Definition含义

Header报头

TransactionIdentifier事务标识

2

TCPSEQUENCENUMBERTCP顺序号

ProtocolIdentifier协议标识

2

0x0000（ModbusTcp为0）

Length长度

2

0x0006

UnitIdentifier单元标识

1

0xFF（ModbusTcp总为0xFF）

ModbusData

Modbus数据

FunctionCode功能码

1

0x04

StartingAddress起始地址

2

0xXXXX(根据实际情况定义)

NumberofRegisters寄存器数量

2

N（最大为125个寄存器）

子系统向ISCS返回响应

Description描述

Size(Byte)长度（字节）

Definition含义

Header

报头

TransactionIdentifier事务标识

2

TCP顺序号（从客户端请求中拷贝）

ProtocolIdentifier协议标识

2

0x0000（从客户端请求中拷贝）

Length长度

2

2