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问题解答
1）简介
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、
控制器经由网络（如以太网）和其他设备之间可以通信。它已经成为一种通用的工业标准。
有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信
的。它描述了一个控制器请求访问其他设备的过程，如何回应来自其他设备的请求，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。
2）应用原理
当在一个 Modbus 网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，
识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用
Modbus 协议发出。在其他网络上，包含了 Modbus 协议的消息转换为在此网络上使用的帧或
包结构。这种转换扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。第 10 章 PLC 网络通信 215
3）显著特点
（1） Modbus 是一种主从网络，允许一个主站或多个从站通信，以完成编辑、数据传
送、程序上传/下载及其主机操作。
（2） Modbus 传输协议定义了控制器可以识别和使用的信息结构，而不需要考虑通信网
络的拓扑结构。
（3）可靠性： Modbus 传输协议定义了各种数据帧格式，描述了控制器访问另一设备的
过程。由于其还定义了出错码，这有助于通信主站发现通信的错误内容和原因，并采取相应
的措施。
4）在 Modbus 网络上转输
标准的 Modbus 口使用一个 RS-232C 兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信
号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由 Modem 组网。
控制器通信使用主—从技术，即仅一个设备（主设备）能初始化传输（查询），其他设
备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备有主机和可编程仪
表，典型的从设备为可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备
返回一个消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。 Modbus 协议建立了主
设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一个错误检测域。
从设备回应消息也由 Modbus 协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据和一
个错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立
一个错误消息并把它作为回应发送出去。
5）在其他类型网络上转输
在其他网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其他控制器的通信。
这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道允
许同时发生的传输进程。
在消息位， Modbus 协议仍提供主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”的。如果一
个控制器发送一则消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样，当控制器接
收到一则消息，它将建立一个从设备回应格式并返回给发送的控制器。
6）查询—回应周期
如图 10-28 所示为主—从查询回应周期表。
图 10-28 主—从查询回应周期表216 西门子 PLC 入门经典问答
查询：查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能，数据段包含了从设
备要执行功能的任何附加信息。例如，功能代码 03 是要求从设备读保持寄存器并返回它的内
容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检
测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
回应：如果从设备产生一个正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功
能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：寄存器值或状态。如果有错误发生，功能
代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错
误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。