MODBUS協議整理：功能碼簡述 報文分析
下表列出MODBUS支援的部分功能程式碼：以十進位制表示。
表1.1 MODBUS部分功能碼
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程式碼 |
中文名稱 |
暫存器PLC地址 |
位操作/字操作 |
運算元量 |
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01 |
讀線圈狀態 |
00001-09999 |
位操作 |
單個或多個 |
|
02 |
讀離散輸入狀態 |
10001-19999 |
位操作 |
單個或多個 |
|
03 |
讀保持暫存器 |
40001-49999 |
字操作 |
單個或多個 |
|
04 |
讀輸入暫存器 |
30001-39999 |
字操作 |
單個或多個 |
|
05 |
寫單個線圈 |
00001-09999 |
位操作 |
單個 |
|
06 |
寫單個保持暫存器 |
40001-49999 |
字操作 |
單個 |
|
15 |
寫多個線圈 |
00001-09999 |
位操作 |
多個 |
|
16 |
寫多個保持暫存器 |
40001-49999 |
字操作 |
多個 |
功能碼可以分為位操作和字操作兩類。位操作的最小單位為BIT，字操作的最小單位為兩個位元組。
【位操作指令】 讀線圈狀態01H，讀(離散)輸入狀態02H，寫單個線圈06H和寫多個線圈0FH。
【字操作指令】 讀保持暫存器03H，寫單個暫存器06H，寫多個保持暫存器10H。
表1.2 MODBUS暫存器地址分配
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暫存器PLC地址 |
暫存器協議地址 |
適用功能 |
暫存器種類 |
讀寫狀態 |
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00001-09999 |
0000H-FFFFH |
01H 05H 0FH |
線圈狀態 |
可讀可寫 |
|
10001-19999 |
0000H-FFFFH |
02H |
離散輸入狀態 |
可讀 |
|
30001-39999 |
0000H-FFFFH |
04H |
輸入暫存器 |
可讀 |
|
40001-49999 |
0000H-FFFFH |
03H 06H 0FH |
保持暫存器 |
可讀可寫 |
表1.3 MODBUS暫存器種類說明
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暫存器種類 |
說明 |
PLC類比 |
舉例說明 |
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線圈 狀態 |
輸出埠。可設定埠的輸出狀態，也可以讀取該位的輸出狀態。可分為兩種不同的執行狀態，例如保持型或邊沿觸發型。 |
DO 數字量輸出 |
電磁閥輸出，MOSFET輸出，LED顯示等。 |
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離散 輸入狀態 |
輸入埠。通過外部設定改變輸入狀態，可讀但不可寫。 |
DI 數字量輸入 |
撥碼開關，接近開關等。 |
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保持 暫存器 |
輸出引數或保持引數，控制器執行時被設定的某些引數。可讀可寫。 |
AO 模擬量輸出 |
模擬量輸出設定值，PID執行引數，變數閥輸出大小，感測器報警上限下限。 |
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輸入 暫存器 |
輸入引數。控制器執行時從外部裝置獲得的引數。可讀但不可寫。 |
AI 模擬量輸入 |
模擬量輸入 |
1.4 PLC地址和協議地址區別
PLC地址可以理解為協議地址的變種，在觸控式螢幕和PLC程式設計中應用較為廣泛。
1.4.1 暫存器PLC地址暫存器PLC地址指存放於控制器中的地址，這些控制器可以是PLC，也可以使觸控式螢幕，或是文字顯示器。PLC地址一般採用10進位制描述，共有5位，其中第一位程式碼暫存器型別。第一位數字和暫存器型別的對應關係如表1所示。PLC地址例如40001、30002等。
1.4.2 暫存器協議地址暫存器協議地址指指通訊時使用的暫存器地址，例如PLC地址40001對應定址地址0x0000，40002對應定址地址0x0001，暫存器定址地址一般使用16進位制描述。再如，PLC暫存器地址40003對應協議地址0002，PLC暫存器地址30003對應協議地址0002，雖然兩個PLC暫存器暫存器通訊時使用相同的地址，但是需要使用不同的命令訪問，所以訪問時不存在衝突。
2.報文解析
ModBusTcp與序列鏈路Modbus的資料域是一致的，具體資料域可以參考序列modbus。這裡給出幾個ModbusTcp的鏈路解析說明，輔助新人分析報文。
2.1、資料請求
|
97 76 00 00 00 06 04 04 00 7D 00 7D |
||||
|
示例 |
長度 |
說明 |
備註 |
|
|
Map報文頭 |
0x97 |
1 |
事務處理識別符號Hi |
客戶機發起，伺服器複製，用於事務處理配對 |
|
0x96 |
1 |
事務處理識別符號Lo |
||
|
0x0000 |
2 |
協議識別符號號 |
客戶機發起，伺服器複製 Modbus協議 = 0. |
|
|
0x0006 |
2 |
長度 |
從本位元組下一個到最後 |
|
|
0x04 |
1 |
單元識別符號 |
客戶機發起，伺服器複製 串列埠鏈路或其他總線上遠端終端標識 |
|
|
功能碼 |
0x04 |
1 |
功能碼，讀暫存器 |
參考標準modbus協議 |
|
資料 |
0x007D |
2 |
起始地址 |
|
|
0x 007D |
2 |
暫存器數量 |
||
|
校驗 |
||||
2.2、資料請求回覆
|
97 76 00 00 00 FD 04 04 FA AB 9E 41 18 7A E1 3F 94 7A E1 3F 94 0A 3D 3F 97 51 EC 3F 98 CC CD C0 6C 33 33 C0 E3 CC CD C0 EC EB 85 41 F1 D7 0A 41 E9 47 AE 41 ED EB 85 41 F1 19 9A 43 D0 E6 66 43 C9 4C CD 43 CF EB 85 41 F3 66 66 42 0F CC CD 41 C2 E6 66 44 0A 1E B8 41 FB A3 D7 42 0C CC CD 41 BC C0 00 44 0A B8 52 41 F6 5C 29 42 0F 47 AE 41 D1 C6 66 44 0A 00 00 00 00 C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F C9 9E FF 7F 05 16 00 00 04 11 00 00 05 16 00 00 04 11 00 00 05 16 00 00 04 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0A 00 0A 00 0A 00 0A 00 04 00 04 00 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0F |
||||
|
示例 |
長度 |
說明 |
備註 |
|
|
Map報文頭 |
0x97 |
1 |
事務處理識別符號Hi |
客戶機發起，伺服器複製，用於事務處理配對 |
|
0x96 |
1 |
事務處理識別符號Lo |
||
|
0x0000 |
2 |
協議識別符號號 |
客戶機發起，伺服器複製 Modbus協議 = 0. |
|
|
0x00FD |
2 |
長度 |
從本位元組下一個到最後 |
|
|
0x04 |
1 |
單元識別符號 |
客戶機發起，伺服器複製 串列埠鏈路或其他總線上遠端終端標識 |
|
|
功能碼 |
0x04 |
1 |
功能碼，讀暫存器 |
參考標準modbus協議 |
|
資料 |
0x FA |
1 |
位元組個數 |
|
|
0x---- |
資料 |
|||
|
校驗 |
||||
2.3、寫多個暫存器
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97 79 00 00 00 09 04 10 00 00 00 01 02 00 01 |
||||
|
示例 |
長度 |
說明 |
備註 |
|
|
Map報文頭 |
0x97 |
1 |
事務處理識別符號Hi |
客戶機發起，伺服器複製，用於事務處理配對 |
|
0x79 |
1 |
事務處理識別符號Lo |
||
|
0x0000 |
2 |
協議識別符號號 |
客戶機發起，伺服器複製 Modbus協議 = 0. |
|
|
0x0009 |
2 |
長度 |
從本位元組下一個到最後 |
|
|
0x04 |
1 |
單元識別符號 |
客戶機發起，伺服器複製 串列埠鏈路或其他總線上遠端終端標識 |
|
|
功能碼 |
0x10 |
1 |
功能碼，讀暫存器 |
參考標準modbus協議 |
|
資料 |
0x0000 |
2 |
起始地址 |
|
|
0x 0001 |
2 |
寫暫存器數量 |
||
|
0x 02 |
1 |
寫位元組的個數 |
||
|
00 01 |
2 |
目標值 |
||
|
校驗 |
||||
2.4、寫多個暫存器響應
|
97 79 00 00 00 06 04 10 00 00 00 01 |
||||
|
示例 |
長度 |
說明 |
備註 |
|
|
Map報文頭 |
0x97 |
1 |
事務處理識別符號Hi |
客戶機發起，伺服器複製，用於事務處理配對 |
|
0x79 |
1 |
事務處理識別符號Lo |
||
|
0x0000 |
2 |
協議識別符號號 |
客戶機發起，伺服器複製 Modbus協議 = 0. |
|
|
0x0006 |
2 |
長度 |
從本位元組下一個到最後 |
|
|
0x04 |
1 |
單元識別符號 |
客戶機發起，伺服器複製 串列埠鏈路或其他總線上遠端終端標識 |
|
|
功能碼 |
0x10 |
1 |
功能碼，讀暫存器 |
參考標準modbus協議 |
|
資料 |
0x0000 |
2 |
起始地址 |
|
|
0x 0001 |
2 |
暫存器個數 |
||
|
校驗 |
||||