常见通信协议的接口调试方法_10.docx

. . . . 常见通信协议的接口调试方法 Modbus 版本号：1.0.1 发布时间：2012-2-4 Modbus 是一种工业领域通信协议标准，并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。 Modbus 协议是一个 Master/Slave 架构的协议。有一个节点是 Master 节点，其他使用 Modbus 协议参与通信的节点是 Slave 节点。Master 节点类似Client/Server 架构中的Client，Slave 则类似Server。工业上Modbus 协议的常见架构如下图所示。 Modbus Slave (Server) Modbus Slave (Server) Modbus Master 1 Slave 1 Modbus Master 2 Slave2 … … … … Slave 255 Modbus Master n 16位寄存器016位寄存器116位寄存器216位寄存器65535…… 16位寄存器0 16位寄存器1 16位寄存器2 16位寄存器65535 应用场合 Modbus 协议主要用于测风塔数据实时读取、风机数据实时读取。将来有可能用于集控系统中，读取各类数据和进行远程控制。 在清三营、长风风电场，莱维赛尔的测风塔使用Modbus RTU 协议与功率预测系统通信。 在向阳风电场，明阳的SCADA 服务器通过Modbus TCP 协议向功率预测系统提供各风机的实时运行数据。 在乌力吉、浩日格吐、马力、前后查台等风电场，赛风的测风塔使用Modbus RTU over TCP协议与功率预测系统通信。 Modbus 数据模型 在 Slave 和 Master 进行通信时，Slave 会将其提供的变量映射到四张不同的表上，Master 从表中相应位置读/写变量，就完成了数据获取或命令下达。这四张不同的表，称作Modbus 数据模型（Modbus Data Model）。 为了理解方便，这里将四张表分别称作 1 位只读表、1 位可读可写表、16 位只读表、16 位可读可写表。 （类似电力通信国标中的遥信、遥控、遥测、遥调。）1 位表用来映射单比特数据类型的变量，通常是布尔型变量；16 位表用来映射双字节数据类型的变量，如int16、float16 等，如果希望映射int32、float32 等四 字节变量，可以通过一次使用 16 位表中的两个位置来实现。只读表用来映射Master 只能读取的变量；可读可写表用来映射Master 既可读取、又可改写的变量。 1 位只读表 变量地址 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 ... （1 个方格表示 1 bit） 1 位可读可写表 变量地址 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 ... （1 个方格表示 1 bit） 16 位只读表 变量地址 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 ... （1 个方格表示 1 bit） 16 位可读可写表 变量地址 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 ... （1 个方格表示 1 bit） 例如，在某温度监视系统中，一部温度传感器与一台上位机通过Modbus 总线进行通信，温度传感器是 Server，上位机是Client。对温度传感器提供的变量做如下映射： 变量含义 数据类型 映射表 在映射表中的起始 高 8 位在前 位置 是否停止运行 bool 1 位只读表 0 - 有无故障 bool 1 位只读表 2 - 外部温度 float32 16 位只读表 1 否 内部温度 float32 16 位只读表 3 否 外部温度告警值 float16 16 位可读可写表 2 否 内部温度告警值 float16 16 位可读可写表 4 否 1 位只读表 变量地址 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 是 否停止运 行 有 无故 障 ... （1 个方格表示 1 bit） 1 位可读可写表 变量地址 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 ... （1 个方格表示 1 bit） 16 位只读表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1 个方格表示 1 bit）  外部温度 内部温度 ... 16 位可读可写表 变量地址 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 外 部温度告警 值 内 部温度告警 值 ... （1 个方格表示 1 bit） 再次说明，1 位只读表、1 位可读可写表、16 位只读表、16 位可读可写表等名称是本文档为了方便读者理解自拟的，在 Modbus 协议规范中有它们的正式名称。另外，不同厂商的设备/软件说明书中，对这四张表的称呼又有不同。 1 1 位只读表 1 位可读可写表 16 位只读表 16 位可读可