深入解析Modbus RTU命令与应答机制

Modbus RTU协议説明

Modbus是基于主从構造的通信プロトコル。它使用RS-485, RS-422, RS-232接口，以及Ethernet TCP/IP网络（Modbus TCPProtocol）进行データ传输。

Modbus RTUメッセージ包括：

• SlaveIDデバイス的アドレス
• function code
• 依赖于機能コード的特殊データ
• CRC-16(Modbus)

構造如下：

SlaveID    function code 特殊データ    CRC16

もし你去掉SlaveIDアドレス和CRC-16(Modbus)，你将得到PDU（协议データユニット）。

SlaveID是デバイス的アドレス，可以从0到247之间選択值。值得注意的是，从248到255的アドレス是保留的。

モジュール中的データストア在四个表中，其中2つ是読み取り専用的，另外2つ是読み書き的。每个表可以容纳9999个值。

以下是表的总结：

• 离散出力コイル (DO)：読み書き；Register number1-9999；HEXアドレス範囲0000到270E
• ショップ型入力触点 (DI)：読み取り専用；Register number10001-19999；HEXアドレス範囲0000到270E
• 模拟入力レジスタ。 (AI)：読み取り専用；Register number30001-39999；HEXアドレス範囲0000到270E
• 模拟出力レジスタを保持する。 (AO)：読み書き；Register number40001-49999；HEXアドレス範囲0000到270E

每个表都有一1つのレジスタ号（例如AO的40001），它对应于一アドレスはこちら。（例如0000）。这种差异被称为"偏移"。表的オフセットの量分别为1, 10001, 30001和40001。

以一个例子説明：从40108到40110レジスタ为デバイスアドレス17取得AI值的Modbus RTUリクエスト如下：

11 03 006B 0003 7687

这个分解如下：

• 11：SlaveIDDevice address（十进制中的17或HEX中的11）
• 03：function code
• 006B：第一1つのレジスタ的アドレス（計算为40108-40001 = 107，这是HEX中的6B）
• 0003：所需的レジスタの数（从40108到40110取得三1つのレジスタ）
• 7687：CRC check和

Modbus RTU从デバイス会回复：

11 03 06 AE41 5652 4340 49AD

这转化为：

• Device address：11（或十进制中的17）
• function code：03
• バイト计数（表示后面跟随6バイト）：06
• 登録值AO0、AO1和AO2作为两バイトオーダー列
• CRC值由49AD给出

模拟出力レジスタ的值可以経由多种方式解释，例如：

• 作为16ビット符号なし整数（範囲0至65535）
• 作为16ビット符号付き整数（範囲-32768至32767）
• 作为2つ文字的ASCIIストリング·ストリング
• 作为离散开/关值（0或1）
• 作为32ビット符号なし整数（範囲0到4,294,967,295）
• 作为32ビット符号付き整数（範囲-2,147,483,648至2,147,483,647）
• 作为32位单精度IEEE浮動小数点数（範囲1.2×10^−38至3.4×10^+38）
• 作为四文字ASCIIストリング·ストリング

Modbus RTU命令是什么？

以下是用于読み取り和写入Modbus RTUレジスタ的代码表。

如何送信Modbus RTU命令来読み取り离散出力？Command0x01

此命令用于読み取りDO数字輸出した。值。

PDUリクエスト指定第一个DOレジスタ的開始アドレス和后续所需的DO值数量。在PDU中，DO值从零开始寻址。

レスポンス中的DO值为一バイト単位。，对应位的值。

位值定义为1 = ON，0 = OFF。

第一个データバイト的低位包含在リクエスト中指定アドレス的DO值。其余的DO值按照增加的值到バイト的最高值。即从右到左。

もしリクエスト的DO值少于八个，则レスポンス中的其余位将填充为零（从低バイト数到ハイバイト的方向）。バイト计数进一步表示レスポンス中データ完全に。Bytesの数。

一个从20到56的DO查询サンプル，针对デバイス的SlaveIDaddress17。第一1つのレジスタ的アドレス将是0013十六进制=19，因为帐户是从0アドレス始まりました。（0014十六进制=20, -1零偏移=我们得到0013十六进制=19）。

在レジスタDO 56-52中，右边リクエスト了5位，其余的位填充为零以得到完全的バイト(0001 1011)。

如何送信Modbus RTU命令来読み取り数字入力？Command0x02

此命令用于読み取り数字入力DI的值。

从レジスタ# 10197到10218的DIリクエストサンプル，针对デバイス的SlaveIDaddress17。第一1つのレジスタ的アドレス将是00C4十六进制=196，因为帐户是从0アドレス始まりました。。

如何送信Modbus RTU命令来読み取り模拟出力？Command0x03

此命令用于読み取り模拟出力AO的值。

从レジスタ# 40108到40110的AOリクエストサンプル，针对デバイス的SlaveIDaddress17。第一1つのレジスタ的アドレス将是006Bhexadecimal=107，因为帐户是从0アドレス始まりました。。

Hex) | 字段名
11 | Device address | 11 | Device address
03 | 功能代码 | 03 | 功能代码
00 | 第一个レジスター·アドレスハイバイト | 06 | もっと見る的Bytesの数
6B | 第一个レジスター·アドレス低バイト数 | AE | #40108的レジスタの値高位
00 | レジスタの数ハイバイト | 41 | #40108的レジスタの値低位
03 | レジスタの数低バイト数 | 56 | #40109的レジスタの値高位
76 | CRC check和 | 52 | #40109的レジスタの値低位
87 | CRC check和 | 43 | #40110的レジスタの値高位
40 | #40110的レジスタの値低位
49 | CRC-16(Modbus)
AD | CRC-16(Modbus)

如何送信Modbus RTU命令来読み取り模拟入力？Command0x04

此命令用于読み取り模拟入力AI的值。

从レジスタ# 30009的AIリクエストサンプル，针对デバイス的SlaveIDaddress17。第一1つのレジスタ的アドレス是0008十六进制=8，因为帐户是从0アドレス始まりました。。

如何送信Modbus RTU命令来写入离散出力？Command0x05

此命令用于记录DO数字輸出した。一个值。

值FF 00十六进制将出力設定为ON。

值00 00十六进制将出力設定为OFF。

すべての其他值都无效，且不会影响出力值。

对这样的リクエスト的普通の反応是回声（レスポンス中的重复リクエスト），在DOステータス已更改后戻る。

example，使用デバイス的SlaveIDaddress17的レジスタ# 173的DO记录。レジスター·アドレス为00AChexadecimal=172，因为从0アドレス开始记录。

如何送信Modbus RTU命令来记录模拟出力？Command0x06

此命令用于记录模拟出力AO的一个值。

example，使用デバイス的SlaveIDaddress17的レジスタ# 40002的AO记录。第一1つのレジスタ的アドレス为0001十六进制=1，因为从0アドレス开始记录。

如何送信Modbus RTU命令来写入多个离散引脚？Command0x0F

此命令用于记录DO数字輸出した。多个值。

example，写入多个DO，从デバイス的SlaveIDaddress17的レジスタ# 20到# 29。レジスター·アドレス为0013十六进制=19，因为从0アドレス开始记录。

答案戻る已记录的レジスタの数。

如何送信Modbus RTU命令来记录多个模拟出力？Command0x10

此命令用于记录模拟出力AO的多个值。

example，记录多个AO，从デバイス的SlaveIDaddress17的レジスタ# 40002和# 40003。第一1つのレジスタ的アドレス为0001十六进制=1，因为从0アドレス开始记录。

Modbusリクエスト的エラー

もしデバイス受信到一个リクエスト，但无法処理该リクエスト，该デバイス将以エラー代码进行レスポンス。

レスポンス将包含修改后的功能代码，高位バイト为1。

example：

带有エラー的リクエスト和レスポンスサンプル：

エラー代码説明

01 | 不能処理已接受的功能代码。
02 | リクエスト中指定的データアドレス不可用。
03 | 查询データ字段中包含的值是无效值。
04 | スレーブ尝试执行リクエスト的操作时发生不可恢复的エラー。
05 | スレーブ已接受リクエスト并処理中です。，但需要较长时间。此レスポンス防止マスター生成タイムアウトエラー。
06 | スレーブ正忙于処理命令。マスター在スレーブ暇なとき必须重复メッセージ。
07 | スレーブ无法执行リクエスト中指定的程序功能。使用功能编号13或14的不成功的程序リクエスト戻る此代码。マスター必须从スレーブリクエスト诊断信息或エラー信息。
08 | スレーブ在読み取り扩展内存时检测到奇偶検証エラー。マスター可以重复リクエスト，但通常在这种情况下需要维修。