ModBus通讯规约印刷前面总的1.docx

1、ModBus通讯规约印刷前面总的1Modbus_RTU通讯规约（本协议采用主从问答方式）一、 Modbus通讯协议概述Modbus通讯规约允许TDS系列仪表/变送器与施耐德、西门子、AB、GE等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器（PLC）、RTU、SCADA系统、DCS或与第三方具有Modbus兼容的监控系统之间进行信息交换和数据传送。TDS系列仪表/变送器只要简单地增加一套基于计算机（或工控机）的监控软件（如：组态王、Intouch、iFIX、synall等）就可以构成一套工况监控系统。1、 广泛的系统集成TDS系列仪表/变送器提供了标准的RS-485/422通讯接口及ModBus通讯协议，

2、这个通讯协议已广泛被国内外工控行业作为系统集成的标准。2、 通讯数据的类型及格式 信息传输为异步方式，并以字节为单位。主站和从站之间传递的通讯信息为1：10位格式：（1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验）2：11位格式：（1位起始位，8位数据位，2位停止位，无奇偶校验）3：11位格式：（1位起始位，8位数据位，1位停止位，1位奇校验）4：11位格式： (1位起始位，8位数据位，1位停止位，1位偶校验)仪表出厂按第2种方式，11位格式：（1位起始位，8位数据位，2位停止位，无奇偶校验），设置方法参看详细的使用说明书。仪表无此项设置参数为第2种方式。 通讯数据（信息帧）格式数据格式起始结

3、构地址码功能码数据区CRC校检结束结构数据长度T1T2T3T41字节1字节N字节16位 (CRC码)T1T2T3T4发送数据之前要求数据总线静止时间(即无数据时间)大于3.5个字节，可以通过传输波特率计算（9600bps约为5ms），信息帧中表示为起始结构(T1T2T3T4),T1、T2、T3、T4分别代表一个字节的静止时间。当最后一个字节传输完，数据总线静止时间(即无数据时间)还需大于3.5个字节后，才可以开始发送新的数据，信息帧中表示为停止结构(T1T2T3T4)。一条完整的信息帧必须是连续的信息流，字节间的间隔时间小于1.5个字节。TDS系列仪表/变送器收到完整的信息帧后延时250ms左

4、右将数据连续送出，当收到本机地址码、正确的功能码后，但无法接收全后面的完整数据信息帧则在2秒左右后回复初始接收状态。 注：1、1个字节由8位二进制数组成（既8 bit）。 2、ModBus是Modicon公司的注册商标。 3、“从机”在本文件中既为TDS系列仪表/变送器。二、 通讯信息传输过程当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，在CRC校验无误情况下，从机地址与地址码相符的从机接收通讯命令（TDS系列仪表/变送器以本机的地址码和功能码2个字节作为同步字），并根据功能码及相关要求处理信息，执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的

5、数据以及CRC校验码。如果CRC校验出错就不返回任何信息。TDS系列仪表/变送器使用的Modbus功能码（16进制）功能码定 义操 作（二进制）02 HEX读开关量读取开关量设置数据；一个或多个开关量控制/报警状态数据03 HEX读寄存器数据读取单路或多路工况数据；单路或多路控制/报警设置数据05 HEX写开关量写一个开关量设置数据06 HEX写单个寄存器写单个功能寄存器或单路控制/报警设置数据10 HEX写多路寄存器写多路功能寄存器或多路控制/报警设置数据TDS系列仪表/变送器Modbus协议的数据地址表中数据地址使用直接地址，在组态软件中通讯口可选用莫迪康(Modicon)PLC的RTU，

6、对应的地址如下：02 功能 Read Input Status，10001对应0000H。03 功能 Read Holding Registers，40001对应0000H地址。05 功能 Force Single Coil，00001对应0000H地址。06 功能 Preset Single Register，40001对应0000H地址。10 功能 Preset Multiple Registers，40001对应0000H地址。但组态软件产生的通讯报文都是直接地址，与功能码说明中的报文是一致的。如：TDS-04006400智能数字温度巡检控制仪中的数据地址表中读或写寄存器：如地址0000

7、H003FH对应4000140064。读开关量：如地址0400H043FH对应1102511088，0440H047FH对应1108911152。写开关量：如地址0300H033FH对应0076900832。1、 地址码 地址码是每次通讯信息帧的第一字节（8位），从01H到FFH。每个从机都必须有唯一的地址码，仪表说明书中将这唯一的地址码称为“从机号”或“从机地址”。所有地址的从机都将接收由主机发送来的信息，只有符合地址码的从机才响应要求，回送信息。当从机回送信息时，回送数据均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机返回的地址码表明回送的从机地址。2、 功能码 是每次

8、通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus通讯规约可定义的功能码为0到127。TDS系列仪表/变送器仅用到其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。3、 数据区数据区包括需要由主机发送、从机回送何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据（如：开关量、模拟量、仪表参数设置值等）或参考地址等。如：主机通过功能码03告诉从机返回单路或多路工况数据寄存器的值或“单路或多路控制/报警设置值（包括要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度等），则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容

9、。对于不同型号的仪表/变送器，寄存器地址和数据信息都不相同（见数据地址表）。功能码 03 HEX、06 HEX、10 HEX读取或写“寄存器”，每个地址为一个寄存器，一个寄存器为16位（2 字节）的二进制数据（整型），高位在前、低位在后，最高位为符号位，其后15位数据位。（如1500D 05DCH；-500D 81F4H）。数据地址表如果不作特别说明，则数据的通用转换方法为：小数点在十位，仪表回送的工况数据都是整数，上位机如果转换为实型，可以除十处理，如果转换成字符串型，可以直接将小数点插入在十位。如1：工况温度值=60.0，小数点在十位仪表回送数据=60010 =25816 = 000000

10、10010110002如2：温度值=-60.0，小数点在十位仪表回送数据=-60010 =825816 = 10000010010110002小数点在百位，如果转换为实型，可以除百处理，如果转换成字符串型，可以直接将小数点插入在百位。功能码02 HEX、05 HEX读/写开关量，数据都为开关量，每个地址为一个位，以bit位为单位。从机数据返回是以 bit 位为单元的二进制数组成（即 8 bit 为1个字节）多字节数据。TDS响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据为多字节开关量数据或模拟量数据。三、 Modbus功能码介绍以64路TDS仪表为例作如下说明1、 功能码02

11、 HEX：读开关量 开关量状态：1为 ON，0为OFF。例如：从机其中的48路开关量设定数据（内容：10110001B(1-8路由右到左)，01110011B，10100110B,11111011B,00010101B,11001101B），主机要读取从机地址为01的从机第3路到第22路巡检状态开关量设置数据，数据地址为0302H开始20bit 位（内容：11101100B，10011100B，XXXX1001B）。（未参加巡检时，该路数的开关量数据0）主机发送的报文格式主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H 发送至地址为01的从机功能码102H 读取开关量设置数据起始地址(高)10

12、3H数据地址0302H起始地址(低)102H单元数(高)100H20bit 位20路巡检状态单元数(低)114HCRC码2XXXXH由主机计算得到CRC码从机（TDS）响应返回的报文从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址101H 来自从机01功能码102H 读取开关量设置数据字节数103H数据区字节数开关量设置数据111101100B8 bit位设置数据（103路）开关量设置数据110011100B8 bit位设置数据（1811路）开关量设置数据1XXXX1001B4 bit位设置数据（2219路）CRC码2XXXXH 由从机计算得到CRC码2、 功能码03 HEX：读多路寄存器例如：从机地

13、址01的工况数据值（仪表测量到的数据，如温度、压力等）如下表，其中第2路未参加巡检。（未参加巡检时，该路数的工况数据为0000H）巡检路数数据（16进制）01路1784H02路0000H03路178AH主机要读取从机地址为01，数据地址为0000H开始的3路工况数据。主机发送的报文格式：主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H发送至地址为01的从机功能码103H读取工况数据起始地址(高)100H起始地址为0000H(1路)起始地址(低)100H单元数(高)100H读取3路工况数据单元数(低)103HCRC码2XXXXH由主机计算得到CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式从机响应字节数

14、返回的信息举例说明从机地址101H 来自从机01功能码103H 读取工况数据 字节数106H0000H数据(高)117H1路数据为1784H0000H数据(低)184H0001H数据(高)100H2路数据为0000H0001H数据(低)100H0002H数据(高)117H 3路数据为178AH0002H数据(低)18AHCRC码2XXXXH 由从机计算得到CRC码3、 功能码05 HEX：写开关量数据FF00H为ON，数据0000H为OFF。例如：主机要设置从机地址为01的从机第9路参加巡检（数据FF00H代表ON该路参加巡检；数据0000H代表OFF该路不参加巡检）。主机发送的报文格式主机发

15、送字节数发送的信息举例说明从机地址101H 发送至地址为01的从机功能码105H 写开关量设置数据数据地址(高)103H地址为0308H(第9路)数据地址(低)108H1 FFH写入ON，参加巡检。100HCRC码2XXXXH由主机计算得到CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址101H来自从机01功能码105H写开关量设置数据数据地址(高)103H地址为0308H(第9路)数据地址(低)108H数据(高)1FFH数据(低)100HCRC码2XXXXH 由从机计算得到CRC码4、 功能码06 HEX：写单路寄存器主机利用这个功能码把单路二进制控制/报警设

16、置数据保存到从机的数据存储器中去（寄存器）。例如：主机要把04B0H保存到从机第6路上上限寄存器中去（从机地址码为01）。通讯数据保存结束后，TDS表内 第6路上上限为04B0H：主机发送数据地址和数据为：数据地址 数据0205H04B0H主机发送的报文格式主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H发送至从机01功能码106H写单路寄存器数据地址(高)102H地址为0205H(第6路上上限寄存器)数据地址(低)105H数据(高)104H写入数据04B0H数据(低)1B0HCRC码2XXXXH由主机计算得到的CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址1

17、01H来自从机01功能码106H写多路寄存器数据地址(高)102H地址为0205H(第6路上上限寄存器)数据地址(低)105H数据(高)104H数据(低)1B0HCRC码2XXXXH由从机计算得到的CRC码5、 功能码10 HEX：写多路寄存器主机利用这个功能码把多路二进制控制/报警设置数据保存到从机的数据存储器中去（寄存器）。例如：主机要把04B0H，保存到从机第1路上限寄存器中去；1388H保存到从机第2路上限寄存器中去（从机地址码为01）。通讯数据保存结束后，TDS表内第1路上限为04B0H；、第2路上限为1388H：主机发送数据地址和数据为数据地址 数据0100H04B0H0101H1

18、388H主机发送的报文格式主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H发送至从机01功能码110H写多路寄存器起始地址(高)101H地址为0100H(第1路开始)起始地址(低)100H单元数(高)100H2路设定数据单元数(低)102H字节数104H保存数据1(高)104H写入数据为04B0H保存数据1(低)1B0H保存数据2(高)113H写入数据为1388H保存数据2(低)188HCRC码2XXXXH由主机计算得到的CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址101H来自从机01功能码110H写多路寄存器起始地址(高)101H地址为0100H(第1路开

19、始)起始地址(低)100H单元数(高)100H保存2路设定数据单元数(低)102HCRC码2XXXXH由从机计算得到的CRC码四、 错误校验码（CRC校验）主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。MODBUS通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。CRC码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。接收信息的设备（从机）再重新计算接收到信息的CRC，比较计算得到

20、的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。在进行CRC计算时只用8个数据位，起始位、停止位和奇偶校验位都不参与CRC计算。CRC码的计算方法 1、预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1）；称此寄存器为 CRC寄存器；2、把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC 寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器；3、把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查最低位（LSB位被提取出来检测）；如果最低位为1：移位后 CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；如果最低位为0：不作处理；4、重复步骤

21、3，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；5、重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；6、最后得到的CRC寄存器内容即为：CRC码。注意：报文中的CRC码低八位（低字节）在前，高八位（高字节）在后。Pascal高级语言直接计算CRC码举例如下：/ 输入参数: Cauarray计算的报文字节数组，Count字节数，函数返回CRC码。Function CauCRC(CauArray:array of byte; Count:byte):word;var TempCRC:Word;/存放CRC计算的临时变量。CRC :Word;/存放CRC码。RCRC :Word;/判定最低位为

22、1的临时变量。i,j :Word;begin CRC :=$FFFF; for i:=0 to Count-1 do begin TempCRC := (CRC and $00FF) xor CauArrayi; TempCRC := TempCRC or (CRC and $FF00); for j:=1 to 8 do begin RCRC := TempCRC and $0001; TempCRC := TempCRC and $FFFE; TempCRC := TempCRC shr 1; if RCRC =1 then TempCRC := TempCRC xor $A001; en

23、d; CRC := TempCRC; end; Result:= CRC;end;五、 通讯错误信息及数据的处理当从机检测到除了CRC码出错以外的错误时，必须向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128 。以下的这些代码表明有意外的错误发生。从机（TDS）接收到的信息如有CRC错误，则将被从机忽略，不返回信息。从机（TDS）返送的错误码的格式如下（共5个字节）： 地址码： 1字节 功能码： 1字节（最高位为1，例：03H功能码变为83H） 错误码： 1字节 CRC码：2字节从机（TDS）响应回送如下错误码： 81：非法的数据地址。 指定的数

24、据地址超出从机“数据地址表”的范围或不在从机“数据地址表”的范围。 82：非法的数据值。 接收到主机发送的数据值超出从机“数据地址表”相应数据地址的数据可改范围。如从机（TDS）01正确收到主机报文，但数据地址不在其“数据地址表”范围。则从机响应返回的数据地址出错报文。从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址101H来自从机01功能码183H读多路寄存器错误错误码181H非法的数据地址CRC码2XXXXH由从机计算得到的CRC码开关量控制/报警状态（只读）0400H043FH0400H043FH共64 bit分别代表64路断阻报警状态。每8个单元组成1字节，每8个字节为一组，第1字节最末位代表

25、第1路控制/报警状态，第8字节最高位代表第64路控制/报警状态。数据类型单元地址说明开关量控制/报警状态（只读）0440H047FH0440H047FH共64 bit分别代表上限/下限控制/报警状态。每8个单元组成1字节，每8个字节为一组，第1字节最末位代表第1路控制/报警状态，第8字节最高位代表第64路控制/报警状态。0480H04BFH0480H04BFH共64 bit分别代表上上限/上限控制/报警状态。每8个单元组成1字节，每8个字节为一组，第1字节最末位代表第1路控制/报警状态，第8字节最高位代表第64路控制/报警状态。说明：1、工况数据就是指仪表测量到的数据，如温度、压力等2、附加功

26、能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。输入信号为热电阻的(cu50、Pt100)，小数点固定在十位。3、开关量为位地址单元，一个地址存放一位(bit)。4、本表数据地址为TDS-6400巡检控制仪的数据地址，实际应根据相应仪表的路数缩减数据地址。如：TDS-1600十六路巡检巡检控制仪工况数据地址只从0000H000FH，如果 “巡检总路数”（仪表设置参数）设为14，那么工况数据地址只从0000H000DH。如果读取的数据地址范围超过，则回送错误码：81非法的数据地址。5、如果现场使用的仪表路数小于“最大巡检路数”，而上位机按读取“最大巡检路数”的数据寄存器发送数据报文

27、，这时必须保持 “巡检总路数”（仪表设置参数）为“最大巡检路数”，然后使用 “消隐路数”（仪表设置参数）去掉不要的巡检路。如：TDS-163377M只需要前14路，必须保持 “巡检总路数”（仪表设置参数）为16路，然后将15、16路“消隐”（仪表设置参数），具体操作请参看仪表说明书。6、对于消隐的路，也就是不参加巡检的路（仪表可设定），该路回送工况数据值为0.0。7、对于上限、上上限控制方式：0100H013FH为上限寄存器，0200H023FH为上上限寄存器。对于下限、上限控制方式：0100H013FH为下限寄存器，0200H023FH为上限寄存器附录6：TDS3300智能数字温度控制仪数据

28、地址表寄存器地址数据类型单元地址 说明工况数据(只读)0000H温度分辨率由具体仪表设定确定0001H温度max附加功能(只读)0002H单元前字节低4位代表控制/报警方式：0000 单显示0001 下限报警0010 上限报警0011 下下限/下限报警 0100 下限/上限报警 0101 上限/上上限报警前字节高4位代表工况数据类型：0000 Cu50 (-50.0150.0)0001 Pt100(-50.0150.0)0010Cu50/Pt100通用(-30.0130.0)0011 Pt100(-100.0300.0)0100 Pt100(-200600)单元后字节低4位代表工况数据小数点位置：0000 无小数点0001 小数点在十位0010 小数点在百位0011 小数点在千位设定数据寄存器(可改)0100H第一控制/报警单报警或前报警设定0101H第二控制/报警后报警设定开关量地址数据类型单元地址 说明开关量控制/报警状态(只读)03000302H从0300H到0302H每个单元为1 bit，共3 bit(单元)。0300H第一控制/报警状态0301H第二控制/报警状态0302H 工况输入断阻