西門子6ES72881SR600AA0繼電器輸出模塊

數(shù)據(jù)域內(nèi)存放著Modbus設(shè)備能夠識別的數(shù)據(jù)信息。由客戶發(fā)送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)域含有功能碼操作的附加信息，在某些請求報文中數(shù)據(jù)域的長度為零。

　　 表一

　　由表1中可看出Modbus協(xié)議中依據(jù)數(shù)據(jù)屬性的區(qū)別定義了四種數(shù)據(jù)類型:離散輸入、線圈、輸入寄存器和輸出寄存器。這四種數(shù)據(jù)類型的組合構(gòu)成了Modbus數(shù)據(jù)模型。它們在不同的設(shè)備內(nèi)存中分配的方式是由生產(chǎn)廠家預(yù)先制定的，可以是在同一區(qū)域，也可以是有各自的獨立區(qū)域或其他方式。

　　圖2ModbusPDU尋址方式

　　PDU的尋址方式也在Modbus應(yīng)用層協(xié)議中作出了具體的定義。在ModbusPDU中每一個數(shù)據(jù)都賦予從0~65535中的一個值作為該數(shù)據(jù)的地址。而在Modbus數(shù)據(jù)模型中，每一種數(shù)據(jù)類型塊中的數(shù)據(jù)單元都定義了一個從1到n(設(shè)備容量決定)的值作為其地址。

　　Modbus數(shù)據(jù)模型要與符合IEC-61131標準的實際設(shè)備內(nèi)存或者其他模型對應(yīng)起來，這方面的映射關(guān)系是由設(shè)備生產(chǎn)廠家制定的。圖二給出了Modbus尋址模型，設(shè)備內(nèi)存中的四種數(shù)據(jù)模式的組織方式是由廠家決定的。由圖2可知，一個ModbusPDU地址所對應(yīng)的Modbus數(shù)據(jù)模型地址為該PDU地址加1。

　　2.2Modbus通信實現(xiàn)方式

　　要實現(xiàn)設(shè)備間的通信，需要將Modbus應(yīng)用層協(xié)議嵌入到ISO/OSI參考模型中的低層協(xié)議中。現(xiàn)行的通信方式有三種:

　　(1)通過串行鏈路實現(xiàn)的異步數(shù)據(jù)傳輸(Modbus-RTUandModbus-ASCII)，又稱標準Modbus通信;

　　(2)高速令牌環(huán)網(wǎng)通信(Modbus-Plus);

　　(3)基于TCP/IP的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)通信(Modbus-TCP)。

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　　表2給出這三種通信方式與ISO/OSI參考模型的比較。

　　在不同的通信方式中都要對ModbusPDU進行封裝，組成不同的Modbus幀，這種幀在Modbus協(xié)議中有專有的名詞稱之為應(yīng)用數(shù)據(jù)單元(ADU)。在Modbus-RTU和Modbus-Plus通信中采用的是標準應(yīng)用數(shù)據(jù)單元，它只是在PDU前面加上了占用一個字節(jié)的附加地址和在PDU結(jié)束增加了占用兩個字節(jié)的校驗碼。在Modbus-TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信中需要對Modbus應(yīng)用層協(xié)議進行重新封裝，該封裝是通過在ModbusPDU前加上了Modbus應(yīng)用層協(xié)議幀頭來實現(xiàn)。 

　　基于串行鏈路的Modbus通信網(wǎng)絡(luò)是一種主從式網(wǎng)絡(luò)，在串行網(wǎng)絡(luò)中只允許存在一個主節(jié)點和多247個從節(jié)點，在這種網(wǎng)絡(luò)下，標準ModbusADU中的附加地址域只包含從節(jié)點的地址，可尋址范圍是0~247，地址0作為廣播模式地址使用，從節(jié)點地址的有效取值范圍是1~247，并且每個從節(jié)點的地址必須是的，主節(jié)點不存在具體的地址值。主節(jié)點設(shè)備將要訪問的從節(jié)點設(shè)備的地址放入到請求幀的地址域中，當該地址的從節(jié)點設(shè)備作出響應(yīng)時，將會把從節(jié)點設(shè)備的地址復(fù)制到響應(yīng)幀的地址域中，主節(jié)點設(shè)備通過該地址得知是由哪個從節(jié)點設(shè)備發(fā)來的響應(yīng)。

　　校驗域存放了根據(jù)報文內(nèi)容經(jīng)由冗余校驗算法計算所得到的結(jié)果。在基于串行鏈路的Modbus通信網(wǎng)絡(luò)中有兩種傳輸方式:RTU和ASCII，這兩種傳輸方式的冗余校驗算法是不同的。

　　采用RTU通信模式要比ASCII模式在同樣波特率下能傳輸更多信息，在RTU模式底下是以二進制編碼方式對傳輸數(shù)據(jù)進行編碼，報文中每一個字節(jié)(8位二進制位)包含了兩個十六進制字符，同一報文內(nèi)的字符必須連續(xù)傳輸。RTU模式字節(jié)傳輸格式由1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位奇偶檢驗位和1位停止位依次組成，共占用11位二進制位。當不使用奇偶檢驗時，奇偶校驗位也作停止位使用，此時共有兩位停止位。RTU傳輸模式下幀的差錯校驗域內(nèi)存放的是報文經(jīng)過循環(huán)冗余檢驗(CRC)算法計算得出的結(jié)果。

　　采用ASCII通信模式時，每一個字節(jié)(8位二進制位)用兩個ASCII字符表示。由于每個字節(jié)都要用兩個字符表示，數(shù)據(jù)域的長度是RTU模式的兩倍，顯然在該模式下的傳輸效率要比RTU模式低。該模式的字節(jié)傳輸格式與RTU模式相似，只是數(shù)據(jù)位置占用7個二進制位。ASCII模式下幀的差錯檢驗算法為縱向冗余校驗(LRC)。