利用MODSCAN32进行MODBUS通信数据解析

简介：
本教程详细介绍如何使用MODSCAN32软件进行MODBUS协议的数据读取与分析，帮助用户掌握其操作方法和技巧。 ### 基于MODSCAN32的MODBUS通讯数据解析 #### MODBUS协议简介 MODBUS是一种广泛应用于工业自动化领域的串行通信协议，最初由Modicon公司在1979年发布，旨在使不同厂商生产的设备能够进行数据交换。随着技术的发展，MODBUS已经从最初的串行接口扩展到了TCP/IP等网络协议上。由于其简单易用、可靠性高和成本低廉等特点，在工业控制领域得到了广泛应用。 #### MODBUS TCP协议特点 MODBUS TCP是在标准的MODBUS协议基础上增加了TCP/IP网络功能，使MODBUS能够在网络环境中运行。该协议定义了一套特定规则以确保数据包在网络中传输时的一致性与准确性。通常情况下，MODBUS TCP使用502端口进行通信。 #### 客户端对服务器的报文结构 客户端向服务器发送请求时所使用的报文由多个字段构成，并且每个字段都有其独特的意义： 1. **报文序号**（2字节）：用于标识该报文，通常由客户端生成，以便匹配后续响应。 - 第一和第二位分别代表高八位与低八位的序列号。 2. **协议标识**（2字节）：指定使用的通信协议，在MODBUS中固定为0000。 - 第三和第四位置表示高、低位的协议标示符。 3. **长度**（2字节）：指明后续数据体的大小，不包括报文序号及协议标识字段。 - 第五与第六位分别代表高八位和低八位的数据包长度。 4. **设备地址**（1字节）：识别接收方在MODBUS网络中的唯一位置。 - 第七位表示目标设备的地址编号。 5. **功能码**（1字节）：指示请求的操作类型，例如读取或写入寄存器等操作。 - 第八位确定了具体的功能代码。 6. **起始地址**（2字节）：指定要进行操作的数据起点位置。 - 第九和第十位分别表示高、低位的起始地址值。 7. **寄存器数量或数据量**（2字节）：指明需要读取或写入的具体寄存器数目。 - 第十一与第十二位代表了高八位及低八位的数量信息。 #### 服务器对客户端的响应报文结构 当服务端接收到请求后，会根据请求内容构建一个回应报文，并将其发送回客户端。这种回应报文在结构上类似于请求报文但包含了一些额外的信息： 1. **报文序号**（2字节）：与原始请求中的序列编号相同，用于匹配。 - 第一和第二位分别代表高八位及低八位的响应编号。 2. **协议标识**（2字节）：对于MODBUS而言固定为0000。 - 第三和第四位置表示高、低位的协议标示符。 3. **长度**（2字节）：指明后续数据体大小，不包括报文序号及协议标识字段。 - 第五与第六位分别代表高八位和低八位的数据包长度。 4. **设备地址**（1字节）：确认目标接收方的唯一位置。 - 第七位表示目标设备的地址编号。 5. **功能码**（1字节）：指示响应的具体内容，与请求报文中的功能代码一致。 - 第八位确定了具体的功能代码。 6. **数据长度**（1字节）：表明随后跟随的实际返回信息大小。 - 第九位置表示实际返回的数据长度值。 7. **数据内容**（可变）：根据不同的功能码和请求参数，包含具体的响应结果。 - 第十位及之后的位置包含了具体的数据内容。 #### 注意事项 1. **地址自动调整**：在使用MODSCAN软件时输入的寄存器地址会减一。例如，在界面中设置为2，则实际发送报文中对应的值是1（即0001）。这是为了兼容某些硬件设备，它们可能将第一个寄存器的地址设定为零而非一。 2. **数据限制**：MODBUS通信单次传输的数据量有限制。请求中的指定寄存器数量会影响整个消息长度，并间接影响了每次发送的最大数据容量。实际应用中需要根据具体需求合理规划以避免超出最大允许值。 #### 结论 作为一种成熟且广泛应用的通讯协议，MODBUS在工业自动化领域扮演着重要角色。通过理解MODBUS TCP报文格式和结构可以更好地掌握如何使用工具如MODSCAN32进行底层数据通信驱动开发，并提高其效率与可靠性。