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MODBUS TCP协议实例数据帧详细分析
1.简介2.ModbusTCP数据帧2.1.报文头MBAP2.2.帧结构PDU
3.ADU详细结构3.1. 0x01:读线圈3.2. 0x02:读离散量输入3.3. 0x03:读保持寄存器3.4. 0x04:读输入寄存器3.5. 0x05:写单个线圈3.6. 0x06:写单个保持寄存器3.7. 0x0F:写多个线圈3.8. 0x10:写多个保持寄存器
1.简介
Modbus由MODICON公司于1979年开发,是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出基于以太网TCP/IP的Modbus协议:ModbusTCP。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。标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网接口,采用master/slave方式通信。 2.ModbusTCP数据帧ModbusTCP的数据帧可分为两部分:MBAP+PDU,如下图所示。 2.1.报文头MBAPMBAP为报文头,长度为7字节,组成如下: 事务处理标识协议标识长度单元标识符2字节2字节2字节1字节 内容含义事务处理标识可以理解为报文的序列号,一般每次通信之后就要加1以区别不同的通信数据报文协议标识符00 00 表示Modbus TCP协议长度表示接下来的数据长度,单位为字节。单元标识符可以理解为设备地址 2.2.帧结构PDUPDU由功能码+数据组成。功能码为1字节,数据长度不定,由具体功能决定。 Modbus的操作对象有四种:线圈、离散输入、保持寄存器、输入寄存器。 对象含义线圈PLC的输出位,开关量,在Modbus中可读可写离散量PLC的输入位,开关量,在Modbus中只读输入寄存器PLC中只能从模拟量输入端改变的寄存器,在Modbus中只读保持寄存器PLC中用于输出模拟量信号的寄存器,在Modbus中可读可写根据对象的不同,Modbus的功能码有:功能码含义––0x01读线圈0x02读离散量输入0x03读保持寄存器0x04读输入寄存器0x05写单个线圈0x06写单个保持寄存器0x0F写多个线圈0x10写多个保持寄存器说明更详细的表如下表所示功能码中文含义解析––0x01读线圈状态0x02读离散量输入状态0x03读保持寄存器0x04读输入寄存器0x05写单个线圈0x06写单个保持寄存器0x0F写多个线圈0x10写多个保持寄存器 3.ADU详细结构 3.1. 0x01:读线圈在从站中读连续线圈状态,ON=1,OFF=0。 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L线圈数量H线圈数量L7字节1字节1字节1字节1字节1字节 响应: MBAP功能码线圈数据长度数据7字节1字节1字节线圈数据长度个字节注意:线圈数据长度=1+(线圈数-1)/8 如:在从站0x01中,读取开始地址为0x0000的线圈数据,读0x0008位。 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L线圈数量H线圈数量L00 01 00 00 00 06 010100000008如:数据长度为0x01个字节,数据为0x01,第一个线圈为ON,其余为OFF。 响应: MBAP功能码线圈数据长度数据00 01 00 00 00 04 01010101 3.2. 0x02:读离散量输入在从站中读连续离散量输入状态,ON=1,OFF=0。 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L离散量输入数量H离散量输入数量L7字节1字节1字节1字节1字节1字节 响应: MBAP功能码离散量输入数据长度数据7字节1字节1字节离散量输入数据长度个字节注意:离散量输入数据长度=1+(离散量输入-1)/8 如:在从站0x01中,读取开始地址为0x0000的线圈数据,读0x0008位。 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L离散量输入数量H离散量输入数量L00 01 00 00 00 06 010200000008如:在从站0x01中,读取开始地址为0x0000的离散量输入数据,读0x008位 响应: MBAP功能码离散量输入数据长度数据00 01 00 00 00 04 01020101 3.3. 0x03:读保持寄存器在从站中读连续保持寄存器的值 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L寄存器数量H寄存器数量L7字节1字节1字节1字节1字节1字节 响应: MBAP功能码数据长度数据7字节1字节1字节数据长度个字节注意:保持寄存器数据长度=保持寄存器数*2 如:在从站0x01中,读取开始地址为0x0000的保持寄存器数据,读0x003个 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L寄存器数量H寄存器数量L00 01 00 00 00 06 010300000003如:数据长度为0x06个字节,第1个寄存器的数据为0x21,其余为0x00。 响应: MBAP功能码数据长度数据00 01 00 00 00 09 01030600 21 00 00 00 00 3.4. 0x04:读输入寄存器在从站中读连续输入寄存器的值 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L寄存器数量H寄存器数量L7字节1字节1字节1字节1字节1字节 响应: MBAP功能码数据长度数据7字节1字节1字节数据长度个字节注意:输入寄存器数据长度=输入寄存器数*2 如:在从站0x01中,读取开始地址为0x0000的输入寄存器数据,读0x003个 请求: MBAP功能码起始地址H起始地址L寄存器数量H寄存器数量L00 01 00 00 00 06 010400000003如:数据长度为0x06个字节,第1个寄存器的数据为0x21,其余为0x00。 响应: MBAP功能码数据长度数据00 01 00 00 00 09 01040600 21 00 00 00 00 3.5. 0x05:写单个线圈将从站中的一个线圈输出写成ON或OFF,0xFF00请求输出为ON,0x000请求输出为OFF 请求: MBAP功能码线圈地址H线圈地址L输出值H输出值L7字节1字节1字节1字节1字节1字节 响应: MBAP功能码线圈地址H线圈地址L输出值H输出值L7字节1字节1字节1字节1字节1字节如:在从站0x01中,将地址为0x0000的线圈设置为ON 请求: MBAP功能码线圈地址H线圈地址L输出值H输出值L00 01 00 00 00 06 01050000FF00 响应: MBAP功能码线圈地址H线圈地址L输出值H输出值L00 01 00 00 00 06 01050000FF00 3.6. 0x06:写单个保持寄存器将从站中的一个保持寄存器设置 请求: MBAP功能码保持寄存器地址H保持寄存器地址L设置值H设置值L7字节1字节1字节1字节1字节1字节 响应: MBAP功能码保持寄存器地址H保持寄存器地址L设置值H设置值L7字节1字节1字节1字节1字节1字节如:在从站0x01中,将地址为0x0000的保持寄存器设置为0x000A。 请求: MBAP功能码保持寄存器地址H保持寄存器地址L设置值H设置值L00 01 00 00 00 06 01060000000A 响应: MBAP功能码保持寄存器地址H保持寄存器地址L设置值H设置值L00 01 00 00 00 06 01060000000A 3.7. 0x0F:写多个线圈将从站中的多个线圈输出写成ON或OFF,线圈输出值每1位“1”请求输出为ON,“0”请求输出为OFF 请求: MBAP功能码线圈起始地址H线圈起始地址L线圈数H线圈数L线圈输出字节长度线圈输出值7字节1字节1字节1字节1字节1字节1字节1字节注意:线圈输出字节长度=1+(线圈数-1)/8 响应: MBAP功能码线圈起始地址H线圈起始地址L线圈数H线圈数L7字节1字节1字节1字节1字节1字节如:在从站0x01中,将以地址0x0000开始连续的4个线圈设置为ON 请求: MBAP功能码线圈起始地址H线圈起始地址L线圈数H线圈数L线圈输出字节长度线圈输出值00 01 00 00 00 08 010F00000004010F 响应: MBAP功能码线圈起始地址H线圈起始地址L线圈数H线圈数L00 01 00 00 00 06 010F00000004 3.8. 0x10:写多个保持寄存器写从站中的多个连续的寄存器。 请求: MBAP功能码寄存器起始地址H寄存器起始地址L寄存器数H寄存器数L寄存器数据字节长度寄存器数据7字节1字节1字节1字节1字节1字节1字节1字节注意:寄存器数据字节长度=寄存器数量×2 响应: MBAP功能码寄存器起始地址H寄存器起始地址L寄存器数H寄存器数L7字节1字节1字节1字节1字节1字节如:在从站0x01中,向起始地址为0x0000,数量为0x0001的寄存器写入数据,数据长度为0x02,数据为0x000F。 请求: MBAP功能码寄存器起始地址H寄存器起始地址L寄存器数H寄存器数L寄存器数据字节长度寄存器数据00 01 00 00 00 09 0110000000010200 0F 响应: MBAP功能码寄存器起始地址H寄存器起始地址L寄存器数H寄存器数L00 01 00 00 00 06 011000000001 |
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