Modbus-TCP数据帧

Modbus-TCP基于4种报文类型

  • MODBUS 请求是客户机在网络上发送用来启动事务处理的报文
  • MODBUS 指示是服务端接收的请求报文
  • MODBUS 响应是服务器发送的响应信息
  • MODBUS 证实是在客户端接收的响应信息

Modbus-TCP报文:

报文头MBAP

MBAP为报文头,长度为7字节,组成如下:

帧结构PDU

PDU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。

PDU:协议数据单元,Modbus PDU(protocol data unit)

功能码

modbus的操作对象有四种:线圈、离散输入、输入寄存器、保持寄存器

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:

0x01

读线圈

0x05

写单个线圈

0x0F

写多个线圈

0x02

读离散量输入

0x04

读输入寄存器

0x03

读保持寄存器

0x06

写单个保持寄存器

0x10

写多个保持寄存器

PDU详细结构

0x01:读线圈

在从站中读1~2000个连续线圈状态,ON=1,OFF=0

请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L(共12字节)

响应:MBAP 功能码 数据长度 数据(一个地址的数据为1位)

如:在从站0x01中,读取开始地址为0x0002的线圈数据,读0x0008位
00 01 00 00 00 06 01 01 00 02 00 08
回:数据长度为0x01个字节,数据为0x01,第一个线圈为ON,其余为OFF
00 01 00 00 00 04 01 01 01 01

0x05:写单个线圈

将从站中的一个输出写成ON或OFF,0xFF00请求输出为ON,0x000请求输出为OFF

请求:MBAP 功能码 输出地址H 输出地址L 输出值H 输出值L(共12字节)

响应:MBAP 功能码 输出地址H 输出地址L 输出值H 输出值L(共12字节)

如:将地址为0x0003的线圈设为ON 
00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
回:写入成功
00 01 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00

0x0F:写多个线圈

将一个从站中的一个线圈序列的每个线圈都强制为ON或OFF,数据域中置1的位请求响应输出为ON,置0的位请求响应输出为OFF

请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 输出数量H 输出数量L 字节长度 输出值H 输出值L

响应:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 输出数量H 输出数量L

如:写入器1号从站多个线圈的值,线圈地址为0x0013=19,对应地址为00020,线圈数为0x0A=10,
写入值为0xCD00,即预置1号从站线圈00020-00027=0xCD=1100 1101,
00028-00029=0x00=0000 0000。
00 01 00 00 00 06 01 0F 00 13 00 0A 02 CD 00
回:写入成功
00 01 00 00 00 06 01 0F 00 13 00 0A

0x02:读离散量输入

从一个从站中读1~2000个连续的离散量输入状态

请求:MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L(共12字节)

响应:MBAP 功能码 数据长度 数据(长度:9+ceil(数量/8))

如:从地址0x0000开始读0x0012个离散量输入
00 01 00 00 00 06 01 02 00 00 00 12
回:数据长度为0x03个字节,数据为0x0104 00,表示第一个离散量输入和第11个离散量输入为ON,其余为OFF
00 01 00 00 00 06 01 02 03 01 04 00

0x04:读输入寄存器

从一个远程设备中读1~2000个连续输入寄存器

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L(共12字节)

响应:MBAP 功能码 数据长度 寄存器数据(长度:9+寄存器数量×2)

如:读起始地址为0x0002,数量为0x0005的寄存器数据
00 01 00 00 00 06 01 04 00 02 00 05
回:数据长度为0x0A,第一个寄存器的数据为0x0c,其余为0x00
00 01 00 00 00 0D 01 04 0A 00 0C 00 00 00 00 00 00 00 00

0x03:读保持寄存器

从远程设备中读保持寄存器连续块的内容

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L(共12字节)

响应:MBAP 功能码 数据长度 寄存器数据(长度:9+寄存器数量×2)

如:起始地址是0x0000,寄存器数量是0x0003
00 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
回:数据长度为0x06,第一个寄存器的数据为0x21,其余为0x00
00 01 00 00 00 09 01 03 06 00 21 00 00 00 00

0x06:写单个保持寄存器

在一个远程设备中写一个保持寄存器

请求:MBAP 功能码 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L(共12字节)

响应:MBAP 功能码 寄存器地址H 寄存器地址L 寄存器值H 寄存器值L(共12字节)

如:向地址是0x0000的寄存器写入数据0x000A
00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
回:写入成功
00 01 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A

0x10:写多个保持寄存器

在一个远程设备中写连续寄存器块(1~123个寄存器)

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L 字节长度 寄存器值(13+寄存器数量×2)

响应: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L(共12字节)

如: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
00 01 00 00 00 09 01 10 00 00 00 01 02 00 0F
回:写入成功
00 01 00 00 00 06 01 10 00 00 00 01

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