Modbus總線通訊協(xié)議及應(yīng)用場景

Modbus通訊協(xié)議、Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)ModbusTCP/ModbusRTU

Modbus是一種工業(yè)通信協(xié)議，由施耐德電氣（原Modicon）于1979年開發(fā)，旨在實現(xiàn)不同廠商工業(yè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互與互操作。它是工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一，支持PLC、傳感器、變頻器、儀表等設(shè)備，解決了“不同設(shè)備如何對話”的核心問題。

核心特點

1.開放性：

o協(xié)議規(guī)范完全公開，無需授權(quán)費用，任何廠商均可免費使用，極大降低了設(shè)備集成成本。

o支持主從通信模式（單主多從或單主單從），主設(shè)備（如上位機、PLC）發(fā)起請求，從設(shè)備（如傳感器、執(zhí)行器）響應(yīng)。

2.靈活性：

o支持多種物理層：

oModbusRTU（RS485/RS232，二進制傳輸，適合短距離、高實時性場景）；

oModbusTCP（以太網(wǎng)，基于IP協(xié)議，端口號502，適合長距離跨網(wǎng)絡(luò)通信）；

oModbusASCII（兼容性強，已逐步被RTU取代）。

o通過功能碼定義操作類型（如讀取寄存器、寫入線圈狀態(tài)），支持16位數(shù)據(jù)（無符號整數(shù)）的讀寫。

3.廣泛應(yīng)用：

o幾乎所有工業(yè)設(shè)備廠商（如西門子、三菱、歐姆龍）均支持Modbus，是跨品牌設(shè)備通信的“通用語言”。

工作原理

1.通信流程：

o主設(shè)備發(fā)送請求幀（包含從設(shè)備地址、功能碼、數(shù)據(jù)地址等）；

o從設(shè)備解析請求，執(zhí)行對應(yīng)操作（如讀取傳感器數(shù)據(jù)），并返回響應(yīng)幀；

o主設(shè)備接收響應(yīng)，完成一次數(shù)據(jù)交互。

常見應(yīng)用場景

1.工業(yè)自動化控制：

o上位機（如組態(tài)王）通過 Modbus TCP網(wǎng)關(guān)與PLC通信，實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)（如溫度、壓力）并發(fā)送控制指令（如啟動 / 停止電機）。

oPLC 通過ModbusRTU連接傳感器（如流量計）和執(zhí)行器（如變頻器），實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制。

2.能源與電力系統(tǒng)：

o智能電表通過ModbusRTU上傳用電數(shù)據(jù)（電壓、電流、功率）至監(jiān)控平臺。

o光伏逆變器通過Modbus TCP網(wǎng)關(guān)接收遠程參數(shù)配置（如最大功率點跟蹤）。

3.樓宇與基礎(chǔ)設(shè)施：

o中央空調(diào)系統(tǒng)通過Modbus集中控制多臺機組的溫度、風速，采集能耗數(shù)據(jù)。

o電梯控制器通過Modbus向上位機反饋運行狀態(tài)（樓層、故障代碼）。

為什么需要 Modbus？

工業(yè)設(shè)備常來自不同廠商，使用私有協(xié)議（如西門子的 S7 協(xié)議、三菱的 CC-Link），導(dǎo)致 “設(shè)備孤島”。Modbus 作為通用協(xié)議，提供了統(tǒng)一的通信標準，使得不同品牌的設(shè)備無需定制開發(fā)即可互相通信，極大簡化了系統(tǒng)集成難度，降低了成本。

關(guān)于ModbusRTU/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換：

Modbus從站網(wǎng)關(guān)介紹

ProfiNet從站轉(zhuǎn)MODBUS TCP(主/從) 即JM-TCP-PN

Modbus TCP轉(zhuǎn)CAN 即JM-CAN-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)CANopen即JM-COP-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)Profibus DP從站即JM-DPS-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)EtherNet/IP從站即JM-EIP-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)EtherCAT從站即JM-ECT-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)CC-Link 從站即JM-CCLK-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)CC-Link IE 從站即JM-CCLKIE-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)DeviceNet從站即JM-DNT-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)Profibus DP主站即 JM-DPM-TCP

Profinet主站轉(zhuǎn)Modbus TCP即 JM-PNM-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)EtherNet/IP主站即 JM-EIPM-TCP

Modbus TCP轉(zhuǎn)EtherCAT主站即 JM-ECTM-TCP

CC-Link IEFB主站轉(zhuǎn)Modbus TCP即JM-TCP-CCLKIEM

DeviceNet主站轉(zhuǎn)Modbus TCP即JM-TCP-DNTM

部分拓撲圖展示：

Modbus主站網(wǎng)關(guān)介紹

ProfiNet從站轉(zhuǎn)MODBUS RTU即JM-RTU-PN

Modbus RTU轉(zhuǎn)Modbus TCP即JM-TCP-RTU

CC-Link 從站轉(zhuǎn)Modbus RTU即 JM-CCLK-RTU

DeviceNet轉(zhuǎn)Modbus RTU即 JM-RTU-DNTM

ProfiNet主站轉(zhuǎn)MODBUS RTU即JM-RTU-PNM

EtherNet/IP從站轉(zhuǎn)MODBUS RTU即JM-EIP-RTU

EtherCAT從站轉(zhuǎn)MODBUS RTU即 JM-ECT-RTU

EtherCAT主站轉(zhuǎn)MODBUS RTU即JM-ECTM-RTU

CANopen從站轉(zhuǎn)Modbus RTU即JM-COP-RTU

Modbus RTU轉(zhuǎn)CAN即 JM-CAN-RTU

CC-Link IEFB從站轉(zhuǎn)Modbus RTU即 JM-CCLKIE-RTU

DeviceNet從站轉(zhuǎn)MODBUS RTU即JM-DNT-RTU

部分拓撲圖展示：

（更多型號拓撲圖可咨詢鄧工）

Modbus是工業(yè)常用總線通訊協(xié)議。主從通信模式下，主發(fā)請求、從響應(yīng)，支持單播與廣播。有RTU（二進制，高效）、ASCII（字符）、TCP（基于以太網(wǎng)）等傳輸方式，含讀線圈等功能碼。捷米特Modbus網(wǎng)關(guān)模塊廣泛應(yīng)用于工業(yè)、樓宇、電力領(lǐng)域。其具備開放、簡單、靈活，設(shè)備易互操作的優(yōu)點。

審核編輯 黃宇