在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，Modbus協(xié)議作為最經(jīng)典的現(xiàn)場(chǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)之一，憑借結(jié)構(gòu)清晰、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于控制器、傳感器及監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。本文將簡(jiǎn)要說(shuō)明聯(lián)誠(chéng)科技LicOS PLC/PAC在作為Modbus服務(wù)器時(shí)的地址結(jié)構(gòu)與通信機(jī)制，幫助開發(fā)者和集成商快速理解與部署系統(tǒng)。
基本功能與意義
在LicOS PLC/PAC中，Modbus地址的作用主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)與定位
每個(gè)地址對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部的特定數(shù)據(jù)區(qū)域，如線圈、輸入寄存器、保持寄存器等。通過(guò)地址，客戶端可以準(zhǔn)確訪問(wèn)或修改目標(biāo)數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)交互與通信
客戶端通過(guò)讀寫特定地址完成與PLC的實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制命令的下發(fā)。
設(shè)備互聯(lián)與兼容
清晰的地址規(guī)則使LicOS設(shè)備能與其他支持Modbus協(xié)議的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互聯(lián)。
系統(tǒng)配置與維護(hù)便利
明確的地址映射可降低系統(tǒng)調(diào)試與后期維護(hù)的復(fù)雜度，提高項(xiàng)目實(shí)施效率。
Modbus通訊格式有三種，這是根據(jù)物理層/傳輸層而做的適配。根據(jù)TCP等傳輸層協(xié)議的特點(diǎn)，Modbus搖身一變，就成為了ModbusTCP，使用RS485、RS232等串行物理層協(xié)議，Modbus就形成了ModbusRTU和ModbusASCII。
本教程基于以下開發(fā)條件：
軟件：
Smart Control V5.0、Modbus Toolkit 5、SCOMM
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/span>
Modbus TCP
Modbus TCP協(xié)議的數(shù)據(jù)格式由三部分組成：MBAP + 功能碼 + 數(shù)據(jù)。
其中 MBAP 含四個(gè)字段：事務(wù)標(biāo)識(shí)符、協(xié)議標(biāo)識(shí)符、長(zhǎng)度、單元標(biāo)識(shí)符。
事務(wù)標(biāo)識(shí)符（2字節(jié)）：表示數(shù)據(jù)序號(hào)，每發(fā)送一次數(shù)據(jù)可自增或保持不變；
協(xié)議標(biāo)識(shí)符（2字節(jié)）：固定為00；
長(zhǎng)度（2字節(jié)）：表示后續(xù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度；
單元標(biāo)識(shí)符：相當(dāng)于串行從機(jī)地址。
示例：從機(jī)返回?cái)?shù)據(jù) 0001 0000 0005 03 04 02 0006
其中 0001 為消息序號(hào)，0000 表示Modbus TCP協(xié)議，0005 為后續(xù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，03 為單元標(biāo)識(shí)符，04 為功能碼，02 表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為2字節(jié)，0006 為寄存器數(shù)據(jù)。
1. 報(bào)文頭MBAP
MBAP為報(bào)文頭，長(zhǎng)度為7字節(jié)，組成如下：
報(bào)文格式
報(bào)文格式解釋
從機(jī)返回響應(yīng)數(shù)據(jù)：
從機(jī)返回響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖
2. 幀結(jié)構(gòu)PDU
幀結(jié)構(gòu)PDU由功能碼+數(shù)據(jù)組成。功能碼為1字節(jié)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不定，由具體功能決定。
功能碼
Modbus的操作對(duì)象有四種：線圈、離散輸入、保持寄存器、輸入寄存器。
功能碼解釋
根據(jù)對(duì)象的不同，Modbus的功能碼有：
功能碼類型
3. 服務(wù)器配置
PLC/PAC作為ModbusTCP服務(wù)器，有以下幾個(gè)參數(shù)，如下圖所示：
ModbusTCP服務(wù)器配置
l Base Info Config-基本信息
Enable or Disable：TRUE啟用PLC的 ModbusTCP從站功能：FALSE關(guān)閉PLC的ModbusTCP從站功能。
Port ID：端口號(hào)。
Max Connection：最大連接數(shù)量。
l Filter Info Config-過(guò)濾信息
Enable Filter：TRUE啟用IP過(guò)濾功能，F(xiàn)ALSE關(guān)閉IP過(guò)濾功能。
Mask：允許接入的客戶端所處網(wǎng)段的子網(wǎng)掩碼。
Start IP：允許接入的客戶端所處網(wǎng)段的起始IP。
End IP：允許接入的客戶端所處網(wǎng)段的結(jié)束IP。
l Clients Info：連接信息，連接數(shù)量及IP信息
Nummber ofclient：已經(jīng)接入的客戶端數(shù)量。
IP ofclient：當(dāng)有多個(gè)客戶端接入時(shí)，輪詢顯示接入客戶端的IP、端口信息，顯示格式如下圖所示。
接入設(shè)備IP信息
4. 0x01：讀多個(gè)線圈
在從站中讀1~2000個(gè)連續(xù)線圈狀態(tài)，ON=1，OFF=0
請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 數(shù)量H 數(shù)量L（共12字節(jié)）
響應(yīng)：MBAP 功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 數(shù)據(jù)（一個(gè)地址的數(shù)據(jù)為1位）
如：在從站0x01中，讀取開始地址為0x0000的線圈數(shù)據(jù)，讀0x0008位
00 02 00 00 00 06 01 01 00 00 00 08
回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0x01個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)為0x01，第一個(gè)線圈為ON，其余為OFF
00 02 00 00 00 04 01 01 01 01
00000001
讀多個(gè)線圈
5. 0x02：讀多個(gè)離散量輸入
在從站中讀1~2000個(gè)連續(xù)的離散量輸入狀態(tài)
請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 數(shù)量H 數(shù)量L（共12字節(jié)）
響應(yīng)：MBAP 功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 數(shù)據(jù)（長(zhǎng)度：9+ceil（數(shù)量/8））
如：從地址0x0000開始讀0x0008個(gè)離散量輸入
00 03 00 00 00 06 01 02 00 00 00 08
回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0x01個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)為0x01，第一個(gè)離散量輸入為ON，其余為OFF
00 03 00 00 00 04 01 02 01 01
00000001
讀多個(gè)離散量輸入
6. 0x03：讀多個(gè)保持寄存器
在從站中讀保持寄存器連續(xù)塊的內(nèi)容
請(qǐng)求：MBAP 功能碼 起始地址H 起始地址L 寄存器數(shù)量H 寄存器數(shù)量L（共12字節(jié)）
響應(yīng)：MBAP 功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 寄存器數(shù)據(jù)(長(zhǎng)度：9+寄存器數(shù)量×2)
如：起始地址是0x0000，寄存器數(shù)量是 0x0003
00 04 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0x06，第一個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)為0x05，第二個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)為0x06，其余為0x00
00 04 00 00 00 09 01 03 06 00 05 00 06 00 00
5,6,0
讀多個(gè)保持寄存器
7. 0x04：讀多個(gè)輸入寄存器
在從站中讀1~2000個(gè)連續(xù)輸入寄存器
請(qǐng)求：MBAP功能碼 起始地址H起始地址L寄存器數(shù)量H寄存器數(shù)量L（共12字節(jié)）
響應(yīng)：MBAP功能碼 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 寄存器數(shù)據(jù)（長(zhǎng)度：9+寄存器數(shù)量×2）
如：讀起始地址為0x0000，數(shù)量為0x0005的寄存器數(shù)據(jù)
00 05 00 00 00 06 01 04 00 00 00 05
回：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0x0A，第一個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)為0x0B，第一個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)為0x16，其余為0x00
00 05 00 00 00 0D 01 04 0A 00 0B 00 16 00 00 00 00 00 00
11,22,0,0,0
讀多個(gè)輸入寄存器
8. 0x05：寫單個(gè)線圈
在從站中的一個(gè)輸出寫成ON或OFF
請(qǐng)求：MBAP功能碼 輸出地址H輸出地址L輸出值H輸出值L（共12字節(jié)）
響應(yīng)：MBAP功能碼 輸出地址H輸出地址L輸出值H輸出值L（共12字節(jié)）
如：將地址為0x0003的線圈設(shè)為ON
00 07 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
回：寫入成功
00 07 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
TRUE
寫單個(gè)線圈
9. 0x06：寫單個(gè)保持寄存器
在從站中寫一個(gè)保持寄存器
請(qǐng)求：MBAP功能碼寄存器地址H寄存器地址L寄存器值H寄存器值L（共12字節(jié)）
響應(yīng)：MBAP功能碼寄存器地址H寄存器地址L寄存器值H寄存器值L（共12字節(jié)）
如：向地址是0x0000的寄存器寫入數(shù)據(jù)0x000A
00 08 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
回：寫入成功
00 08 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
10
寫單個(gè)保持寄存器
10. 0x10：寫多個(gè)保持寄存器
在一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備中寫連續(xù)寄存器（1~123個(gè)寄存器）
請(qǐng)求：MBAP功能碼起始地址H起始地址L寄存器數(shù)量H寄存器數(shù)量L字節(jié)長(zhǎng)度寄存器值（13+寄存器數(shù)量×2）
響應(yīng)：MBAP功能碼起始地址H起始地址L寄存器數(shù)量H寄存器數(shù)量L（共12字節(jié)）
如：向起始地址為0x0000，數(shù)量為0x0001的寄存器寫入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0x02，數(shù)據(jù)為0x000F
00 00 00 00 00 09 01 10 00 00 00 01 02 00 0F
回：寫入成功
00 00 00 00 00 06 01 10 00 00 00 01
1
寫多個(gè)保持寄存器
11. 0x0F：寫多個(gè)線圈
將一個(gè)從站中的一個(gè)線圈序列的每個(gè)線圈都強(qiáng)制為ON或OFF，數(shù)據(jù)域中置1的位請(qǐng)求相應(yīng)輸出位ON，置0的位請(qǐng)求響應(yīng)輸出為OFF
請(qǐng)求：MBAP功能碼起始地址H起始地址L輸出數(shù)量H輸出數(shù)量L字節(jié)長(zhǎng)度輸出值H輸出值L
響應(yīng)：MBAP功能碼起始地址H起始地址L輸出數(shù)量H輸出數(shù)量L
如：將地址為0x0000、0x0002的線圈設(shè)為ON，0x0001的線圈為OFF
00 01 00 00 00 08 01 0F 00 00 00 03 01 05
回：寫入成功
00 01 00 00 00 06 01 0F 00 00 00 03
3
寫多個(gè)線圈
Modbus RTU
Modbus RTU 數(shù)據(jù)包通常由 從站地址、功能碼、數(shù)據(jù)和差錯(cuò)校驗(yàn) 組成。
例如，主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)包為：06 03 00 50 00 04 45 AF。
其中：
06 為從站地址；
03 為功能碼，表示讀取保持寄存器；
0050 為起始寄存器地址；
0004 表示讀取 4 個(gè)字的數(shù)據(jù)；
45AF 為 CRC 校驗(yàn)碼，用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸是否出錯(cuò)。
1. 幀結(jié)構(gòu)
幀結(jié)構(gòu) = 地址 + 功能碼 + 數(shù)據(jù) + 校驗(yàn)
地址：占用一個(gè)字節(jié)，范圍0-255，其中有效范圍是1-247，其他有特殊用途，比如255是廣播地址(廣播地址就是應(yīng)答所有地址，正常的需要兩個(gè)設(shè)備的地址一樣才能進(jìn)行查詢和回復(fù))。
功能碼：占用一個(gè)字節(jié)，功能碼的意義就是，知道這個(gè)指令是干啥的，比如可以查詢從機(jī)的數(shù)據(jù)，也可以修改數(shù)據(jù)，所以不同功能碼對(duì)應(yīng)不同功能。
數(shù)據(jù)：根據(jù)功能碼不同，有不同結(jié)構(gòu)，在后續(xù)的實(shí)例中有說(shuō)明。
校驗(yàn)：為了保證數(shù)據(jù)不錯(cuò)誤，增加這個(gè)，然后再把前面的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算看數(shù)據(jù)是否一致，如果一致，就說(shuō)明這幀數(shù)據(jù)是正確的，再回復(fù)；如果不一樣，說(shuō)明這個(gè)數(shù)據(jù)在傳輸?shù)臅r(shí)候出了問(wèn)題，數(shù)據(jù)不對(duì)的，所以就拋棄了。
主機(jī)查詢數(shù)據(jù)：
主機(jī)查詢數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖
2. 功能碼
根據(jù)對(duì)象的不同，Modbus的功能碼有：
功能碼類型
根據(jù)對(duì)象的不同，Modbus的功能碼有：
功能碼類型
3. 服務(wù)器配置
PLC/PAC作為ModbusRTU服務(wù)器，有以下幾個(gè)參數(shù)，如下圖所示：
ModbusRTU服務(wù)器參數(shù)
基本配置
是否啟用：值為TRUE表示ModbusRTU通道開啟；值為FALSE表示ModbusRTU通道關(guān)閉，默認(rèn)值為FALSE。
從站地址：PLC/PAC作為ModbusRTU從站時(shí)的地址編號(hào)，取值范圍為1-247。
串口配置
COM端口：PLC/PAC作為ModbusRTU從站時(shí)的通信端口，默認(rèn)值為1，取值范圍為1-4，分別對(duì)應(yīng)CPU單元的串口號(hào)為1-4的串口，各串口的管腳定義請(qǐng)參閱《PLC/PAC可編程邏輯控制器硬件手冊(cè)》。
波特率：ModbusRTU通信時(shí)的傳輸速率，取值范圍為1200-115200bps，建議使用9600bps，默認(rèn)值也為9600bps。
奇偶校驗(yàn)：ModbusRTU通信時(shí)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式，支持奇校驗(yàn)（ODD）、偶校驗(yàn)（EVEN）、無(wú)校驗(yàn)（NONE）三種數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法，默認(rèn)為偶校驗(yàn)EVEN。
數(shù)據(jù)位：ModbusRTU通信時(shí)的數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度，支持5、6、7、8位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，默認(rèn)為8位數(shù)據(jù)位。
停止位：ModbusRTU通信時(shí)的停止位長(zhǎng)度，支持1、2位停止位長(zhǎng)度，默認(rèn)為1位停止位長(zhǎng)度。
4. 0x01：讀多個(gè)線圈
作用：讀從機(jī)線圈寄存器，位操作，可讀單個(gè)或多個(gè)；
發(fā)送指令：從機(jī)地址：0x01，寄存器開始地址：0x0000，共讀取8個(gè)線圈。發(fā)送命令如下：
TX：01 01 00 00 00 08 3D CC
響應(yīng)：返回?cái)?shù)據(jù)每一位的對(duì)應(yīng)的線圈狀態(tài)，1表示ON，0表示OFF；
RX：01 01 01 07 10 4A
5. 0x02：讀多個(gè)離散輸入
讀從機(jī)離散輸入寄存器，位操作，可讀單個(gè)或多個(gè)；
發(fā)送指令：從機(jī)地址：0x01，寄存器開始地址：0x0000，共讀取8個(gè)輸入。發(fā)送命令如下：
TX：01 02 00 00 00 08 79 CC
響應(yīng)：返回?cái)?shù)據(jù)每一位的對(duì)應(yīng)輸入的狀態(tài)，1表示ON，0表示OFF；
RX：01 02 01 10 A0 44
6. 0x03：讀多個(gè)保持寄存器
作用：讀從機(jī)保持寄存器，字節(jié)操作，可讀單個(gè)或多個(gè)；
發(fā)送指令：從機(jī)地址：0x01，寄存器開始地址：0x0000，共讀取1個(gè)寄存器。發(fā)送命令如下：
TX：01 03 00 00 00 01 84 0A
響應(yīng)：返回?cái)?shù)據(jù)。
RX：01 03 02 00 0F F8 40
7. 0x04：讀多個(gè)輸入寄存器
作用：讀從機(jī)輸入寄存器，字節(jié)操作，可讀單個(gè)或多個(gè)；
發(fā)送指令：從機(jī)地址：0x01，寄存器開始地址：0x0000，共讀取1個(gè)寄存器。發(fā)送命令如下：
TX：01 04 00 00 00 01 31 CA
響應(yīng)：返回?cái)?shù)據(jù)。
RX：01 04 02 00 0F F9 34
8. 0x05：寫單個(gè)線圈
作用：寫單個(gè)線圈，位操作，只能寫一個(gè)，寫0xFF00表示線圈為ON，寫0x0000表示線圈為OFF；
發(fā)送指令：從機(jī)地址：0x01，設(shè)置線圈0x0000為ON。發(fā)送命令如下：
TX：01 05 00 00 FF 00 8C 3A
響應(yīng)：同發(fā)送數(shù)據(jù)。
9. 0x06：寫單個(gè)保持寄存器
作用：寫單個(gè)保持寄存器，字節(jié)操作，只能寫一個(gè)；
發(fā)送指令：從機(jī)地址：0x01，設(shè)置線圈0x0000為0x2193。發(fā)送命令如下：
TX：01 06 00 00 21 93 D1 F7
響應(yīng)：同發(fā)送數(shù)據(jù)。
10. 0x10：寫多個(gè)保持寄存器
作用：寫多個(gè)保持寄存器，字節(jié)操作，可寫多個(gè)；
發(fā)送指令：從機(jī)地址：0x01，寄存器地址0x0000，寫2個(gè)寄存器4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。發(fā)送命令如下：
TX：01 10 00 00 00 02 04 00 08 00 09 B2 6B
響應(yīng)：返回?cái)?shù)據(jù)。
RX：01 10 00 00 00 02 41 C8
LicOS PLC/PAC作為Modbus服務(wù)器，具備完整的Modbus TCP與RTU通信能力。其地址映射清晰，功能碼覆蓋全面，支持工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見的數(shù)據(jù)讀寫需求。
在實(shí)際部署時(shí)，建議結(jié)合具體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與設(shè)備性能，合理配置連接數(shù)、串口參數(shù)及IP過(guò)濾策略，以保障通信的實(shí)時(shí)性與安全性。
EC200系列CPU是一款高性能小型PLC，充分發(fā)揮小型機(jī)的單體優(yōu)勢(shì)，以超值的性價(jià)比為用戶小型控制系統(tǒng)提供解決方案。
EC300系列CPU是一款中型PLC，通信接口豐富且拓展性強(qiáng)，為過(guò)程控制領(lǐng)域的中小型設(shè)備和系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠和高性價(jià)比的解決方案。
EC400系列CPU是一款大型PLC，具有豐富的通信接口和強(qiáng)大的拓展性，支持雙CPU和雙PLC冗余，為過(guò)程控制領(lǐng)域的大型系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠和高性價(jià)比的解決方案。
LicOS MC500是一款小型運(yùn)動(dòng)控制器，支持總線軸和脈沖軸，在16軸以內(nèi)或者總線+脈沖混合運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)景中，MC500提供穩(wěn)定可靠、高性價(jià)比的混合式運(yùn)動(dòng)控制解決方案。
LicOS MC600系列是一款中型運(yùn)動(dòng)控制器，它提供穩(wěn)定可靠、性能強(qiáng)大的混合式運(yùn)動(dòng)控制解決方案。
LicOS MC700是專門針對(duì)高難度、高精度要求的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)或設(shè)備打造的一款產(chǎn)品，它擁有極強(qiáng)的算力和實(shí)時(shí)性保證。
GL200系列IO系統(tǒng)以其豐富的模塊種類、小巧便利的刀片式設(shè)計(jì)、高分辨率信號(hào)采集和實(shí)時(shí)反饋能力，為自動(dòng)化行業(yè)提供穩(wěn)定可靠的解決方案。
GR200系列耦合器，支持EtherCAT與Profinet，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程機(jī)架擴(kuò)展，配備24V冗余電源和16通道數(shù)字I/O，簡(jiǎn)化工控自動(dòng)化集成。
GL100系列IO系統(tǒng)以全面覆蓋的模塊類型、高分辨率信號(hào)處理和靈活的工程組態(tài)能力，為用戶提供定制化解決方案，滿足多樣化的工業(yè)自動(dòng)化需求。
LicOS GR100系列耦合器支持EtherCAT和PROFINET雙協(xié)議，兼容主流設(shè)備，適配GL100系列IO模塊，提供全面的通道級(jí)診斷功能，實(shí)現(xiàn)高效系統(tǒng)構(gòu)建與故障響應(yīng)。
S2系列伺服驅(qū)動(dòng)器，以全新設(shè)計(jì)和精巧外觀，結(jié)合LSM系列伺服電機(jī)，提供全面的驅(qū)動(dòng)控制解決方案，實(shí)現(xiàn)位置、速度和扭矩的精確切換，確保性能卓越和用戶體驗(yàn)的便捷與靈活。
S3系列伺服驅(qū)動(dòng)器以其比S2更緊湊的體積，專為狹窄空間設(shè)計(jì)，與LSM系列伺服電機(jī)的無(wú)縫配合，提供適用于各種驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的高性能解決方案，實(shí)現(xiàn)靈活的位置、速度和扭矩控制，確保用戶享有卓越性能和穩(wěn)定可靠的操作體驗(yàn)。
LicOS T3系列脈沖型伺服是新一代高性能伺服驅(qū)動(dòng)器，可實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)別的位置控制精度，可大幅提升工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的精座，速度、效率和穩(wěn)定性。具備通用化和平臺(tái)化兩大特點(diǎn)，支持RS485通信，功率范圍涵蓋200W~1000VV。
