工業互聯-MODBUS_RTU通信的簡單介紹

MODBUS_RTU協議格式的通信的簡單介紹

Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業標準。有了它，不同廠商生產的控制設備可以連成工業網絡，進行集中監控。 

此協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構,而不管它們是經過何種網絡進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程，如果回應來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。 

當在一Modbus網絡上通信時，此協議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發來的消息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用Modbus協議發出。在其它網絡上，包含了Modbus協議的消息轉換為在此網絡上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據具體的網絡解決節地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。 

協議在一根通訊線上使用應答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸。首先，主計算機的信號尋址到一臺僅有的終端設備（從機），然后，在相反的方向上終端設備發出的應答信號傳輸給主機。 協議只允許在主計算機和終端設備之間，而不允許獨立的設備之間的數據交換，這就不會在使它們初始化時占據通訊線路，而于響應到達本機的查詢信號。

目前工業控制現場大量使用了各種智能儀表用于生產過程檢測，把智能儀表檢測出來的數據傳送到監控計算機供顯示和分析是非常必要的環節，雖然智能儀表的通信協議種類繁多，但是很多智能儀表都具備RS-232 和RS-485 兩種通信接口類型。 

RS-232 是美國EIA（Electronic Industry Association） 與BELL 等公司一起開發的1969 年公布的通信協議，也是工業控制中應用廣泛的一種串行接口，采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊，但是它的傳輸距離短，(z)大約為30 米，傳輸速率低，(z)高速率為20kb/s，共模抑制能力差，抗噪聲干擾性弱的缺點，所以RS-232 只適合本地設備之間的通信。  　　

RS-485 是EIA 為了彌補RS-232 通信距離短、傳輸速度低等不足之處，于1983 年提出的一種串行數據接口標準，RS-485 采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，具有比較高的噪聲抑制能力，(z)大傳輸距離約為1200 米，(z)大傳輸速率為10Mb/s，還增加了多點、雙向通信能力，所以RS-485 成為優選的串行接口。

工業監控計算機一般只具備RS-232 串行接口，而智能儀表安裝的位置與監控計算機的距離也經常超過30 米，所以要把智能儀表檢測出來的數據傳送到監控計算機RS-485 是優選，也就是說要把監控計算機的RS-232 串行接口轉換成RS-485 串行接口才能和智能儀表搭建一個RS-485 的網絡。  　   

下面以基于RS-485的MODBUS_RTU協議格式，簡單說明：一般組網系統均采用主從總線結構，以監控計算機作為主機發起通信，多臺智能儀表等設備作為從機，各從機在進行傳輸之前必需要等待來自主機的允許信號。主機可以發送和接收來自通信鏈上從機的信息，而從機則始終處于被動狀態，隨時準備相應來自主機的通信請求。