隨著Modbus TCP和Modbus RTU兩種協(xié)議在工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的普及，要實現(xiàn)這兩種協(xié)議互轉(zhuǎn)的需求日益增加，GZCOM-NET可以實現(xiàn)該轉(zhuǎn)換功能，本文將詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)換原理及使用。

?原理概述

1.ModbusRTU/TCP協(xié)議簡介

Modbus通信協(xié)議具有多個變種，其中最著名的是Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP三種。在工業(yè)現(xiàn)場一般都是采用Modbus RTU協(xié)議。與ModbusRTU協(xié)議相比較，ModbusTCP協(xié)議則是在RTU協(xié)議上加一個MBAP報文頭，并且由于TCP是基于可靠連接的服務(wù)，RTU協(xié)議中的CRC校驗碼就不再需要，兩者幀格式差異如圖1所示。圖1

1.1 ModbusRTU

Modbus RTU數(shù)據(jù)幀(ADU)由地址+PDU+校驗組成，物理層為串口，包括RS232、RS422、RS485。

1.2ModbusTCP

Modbus TCP數(shù)據(jù)幀(ADU)由MBAP+PDU組成，物理層為以太網(wǎng)接口；

MBAP：報文頭，長度7個字節(jié)。

1.3ModbusRTU/TCP共同點

Modbus TCP和Modbus RTU數(shù)據(jù)幀中的PDU部分是相同的；

PDU:協(xié)議數(shù)據(jù)單元(Protocol Data Unit)，由功能碼+數(shù)據(jù)組成。功能碼是一個字節(jié)，數(shù)據(jù)長度不定，由具體功能碼的具體功能決定。

2.ModbusRTU轉(zhuǎn)ModbusTCP Modbus RTU數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)為Modbus TCP數(shù)據(jù)幀過程為取出協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），并且加入報文頭部（MBAP），將附加地址對應(yīng)到報文頭部的單元標(biāo)識符，如圖2所示。

圖2

• 增加了報文頭部，并且去掉了附加地址和差錯校驗；
• 事務(wù)處理標(biāo)識：可以理解為報文的序列號，一般每次通信后就要加1以區(qū)別不同的通信數(shù)據(jù)報文，由客戶端生成，應(yīng)答時復(fù)制該值；
• 協(xié)議標(biāo)識符：表示Modbus TCP協(xié)議，由客戶端生成，應(yīng)答時復(fù)制該值；
• 長度：表示該字節(jié)后面的數(shù)據(jù)長度，單位為字節(jié)；
• 單元標(biāo)識符：設(shè)備地址，由客戶端生成，應(yīng)答時復(fù)制該值。

3.ModbusTCP轉(zhuǎn)ModbusRTU

Modbus TCP數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)為Modbus RTU數(shù)據(jù)幀過程為取出協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），并且加入附加地址和差錯校驗，將報文頭部的單元標(biāo)識符對應(yīng)到附加地址，如圖3所示。

圖3

• 單元標(biāo)識符作為附加地址；
• 增加差錯校驗。

?網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)轉(zhuǎn)換

1. ModbusRTUMaster(RS485/RS232)轉(zhuǎn)ModbusTCPSlave

該轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)用戶終端作為Modbus TCP從機，數(shù)據(jù)采集中心作為Modbus RTU主機。網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)Modbus RTU和Modbus TCP兩種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，使用RS485/RS232接口與Modbus RTU主站通信，使用TCP Client與Modbus TCP從站通信，如圖4所示。

圖4

1.1 網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換配置

以RS485為例，打開網(wǎng)關(guān)網(wǎng)頁左邊欄，選擇【協(xié)議轉(zhuǎn)換】，在轉(zhuǎn)換選擇頁面里選擇【Modbus RTU Master(RS485)轉(zhuǎn) Modbus TCP Slave】，然后點擊【保存】，如圖5所示。

圖5

1.2網(wǎng)關(guān)TCPClient配置

打開網(wǎng)關(guān)網(wǎng)頁左邊欄，選擇【網(wǎng)絡(luò)配置】，在網(wǎng)絡(luò)配置面里選擇【TCP/UDP Client】，配置客戶端參數(shù)，然后點擊【保存】，如圖6所示。

圖6

1.3RS232/RS485配置

打開網(wǎng)關(guān)網(wǎng)頁左邊欄，選擇【RS232/RS485配置】，在網(wǎng)絡(luò)配置面里選擇【RS485】，配置串口參數(shù)，然后點擊【保存】，如圖7所示。

圖7

1.4模擬主/從機配置

用PC打開Modbus模擬軟件，創(chuàng)建Modbus RTU主機和Modbus TCP從機，如圖8所示。

圖8

1.5結(jié)果展示

Modbus RTU主機寫入Modbus TCP從機的寄存器成功，并且讀取Modbus TCP從機寄存器值成功，如圖9所示。

圖92.ModbusTCPMaster轉(zhuǎn)ModbusRTUSlave

該轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)傳感器作為Modbus RTU從機，數(shù)據(jù)采集中心作為Modbus TCP主機。GZCOM-NET作為Modbus TCP和Modbus RTU兩種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，使用TCP Server與Modbus TCP主站通信，使用RS485或RS232接口與 Modbus RTU從站通信，如圖10所示。

圖10

2.1 網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換配置

打開網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)頁配置頁面左邊欄，選擇【協(xié)議轉(zhuǎn)換】，在轉(zhuǎn)換選擇頁面里選擇【Modbus TCP Master轉(zhuǎn)Modbus RTU Slave】，然后點擊【保存】，如圖11所示。

圖11

2.2網(wǎng)關(guān)TCPServer配置

打開網(wǎng)關(guān)網(wǎng)頁左邊欄，選擇【網(wǎng)絡(luò)配置】，在網(wǎng)絡(luò)配置面里選擇【TCP Server】，配置服務(wù)器參數(shù)，然后點擊【保存】，如圖12所示。

圖12

2.3RS232/RS485配置

RS232/RS485配置方法Modbus RTU Master(RS485/RS232)轉(zhuǎn) Modbus TCP Slave一樣。

2.4模擬主/從機配置

用PC打開Modbus模擬軟件，創(chuàng)建Modbus TCP主機和Modbus RTU從機，如圖 13所示。

圖13

2.5結(jié)果展示

Modbus TCP主機寫入Modbus RTU從機的寄存器成功，并且讀取Modbus RTU從機寄存器值成功，如圖14所示。

圖14GLCOM-NET和GZCOM-NET一樣可以實現(xiàn)該轉(zhuǎn)換功能