Modbus通訊協(xié)議及相關控制代碼詳解

先上兩個通用Modbus幫助類，下面這個是多線程不安全版。在多線程多電機同一端口通信下，可能造成步進電機丟步或者輸出口無響應等。還有個多線程安全版，只是基于這個不安全版加上了LOCK,THIS。

以下是多線程安全版，基于上方代碼封裝的版本。支持串口通訊，也支持網(wǎng)口通訊。Modbus通訊是軟件部署在工控機上作上位機控制下位機運轉，比如各種電機和繼電器模塊（將電腦的小電流信號轉換為大電流信號發(fā)送到硬件上）。

ModbusRTU的報文格式: 從站地址/設備Id（1個字節(jié)）+功能碼（1個字節(jié)）+數(shù)據(jù)部分（N個字節(jié)）+校驗、CRC檢驗（2個字節(jié)）。

一般常用的01，03，05，06，10。01是讀線圈，03是讀寄存器。05是寫線圈，06是寫寄存器。10是往多個寄存器里寫數(shù)值（16）。15不怎么用。

線圈是開關閥門。寄存器是一個存放數(shù)值的地址，每個地址有不同的作用，寫入不同的數(shù)值發(fā)揮不同的效應。

Modbus報文如何編寫？

舉幾個栗子：

01 功能碼示例:

請求報文：01 ,從站地址 ，一般一個485占一個COM口能接入31軸地址

01 ,Modbus 功能碼 讀取線圈地址

00 a0 ，讀取地址00a0

00 01 ，讀取一個字節(jié)長度，modbus通訊里，基本上是兩個字節(jié)為一個地址

FD E8 ,crc 16位校驗，可以自行生成

應答報文：01, 從站地址

01, 響應功能碼01

01，返回一位字節(jié)

01，這時候返回的響應字節(jié)，就得看每個廠家是如何解釋的了，比如這里，00 就是 off ,01 就是 on

9048,crc 16位校驗，可以自行生成

03 功能碼示例：

請求報文：01 ,從站地址 ，一般一個485占一個COM口能接入31軸地址

03 ,Modbus 功能碼 讀取寄存器地址

602c ，讀取地址602c

00 02 ，讀取2字節(jié)長度，modbus通訊里，基本上是兩個字節(jié)為一個地址

1B C2 ,crc 16位校驗，可以自行生成

應答報文：01, 從站地址

03, 響應功能碼03

04，返回4位字節(jié)

05280005，這時候返回的響應字節(jié)，就得看每個廠家是如何解釋的了，比如這里，一般是高位在前低位在后，但是這個廠家，低位在前高位在后，所以兩組字節(jié)要反過來轉換十進制。

0005在前0528在后，所以最后得到的電壓是 00050528HEX = 329000 DEC

05 功能碼示例：

請求報文：01 ,從站地址 ，一般一個485占一個COM口能接入31軸地址

05 ,Modbus 功能碼 寫線圈

0061 ，寫線圈0061

FF00，寫入FF00,硬件的編碼器看到FF00編譯為NO，機器開，00000編譯為0FF,機器關

DDE4 ,crc 16位校驗，可以自行生成

應答報文：05,06的正確應答報文一般都是把請求報文原樣輸出回來表示已經(jīng)執(zhí)行

06 功能碼示例：

請求報文：01 ,從站地址 ，一般一個485占一個COM口能接入31軸地址

06 ,Modbus 功能碼 寫寄存器

4600，寫寄存器4600

01f4, 十六進制的500,modbus中全部都是十六進制字節(jié)請求和應答

這里還有兩節(jié)CRC，因為速度經(jīng)常改變，所以沒有帶CRC，每次請求報文的字節(jié)發(fā)生變化時CRC一定會變化。

應答報文：05,06的正確應答報文一般都是把請求報文原樣輸出回來表示已經(jīng)執(zhí)行

10 功能碼示例：

這里展示一個稍微復雜一點的報文

請求報文：0E , 是十進制從站地址14

10,Modbus 功能碼 寫多個寄存器

015E，寫寄存器015E

0002, 從015e開始寫兩個寄存器地址

04，四組字節(jié)

00 1E 84 80 ,高位字節(jié)在前低位字節(jié)在后，兩組字節(jié)為一個寄存器地址，兩個寄存器地址合起來存放一個大數(shù)值。比如這里的200w, 00 1E 84 80 轉換為十進制=200w

這里還有兩節(jié)CRC，因為速度經(jīng)常改變，所以沒有帶CRC，每次請求報文的字節(jié)發(fā)生變化時CRC一定會變化。

應答報文：10的正確應答報文一般都是把請求報文原樣輸出回來表示已經(jīng)執(zhí)行

下面一組報文其實同上，只是寫入的數(shù)值是-200w

根據(jù)計算器可以直觀的看到十進制-200w=FFE1 7B80

接下來說說兩個通用幫助類如何使用

1. 網(wǎng)口通訊

發(fā)送的字節(jié)數(shù)組是上面曾說過的06功能碼,每個廠家都有自己的操作指令

2. 串口通訊

我的Modbus 通用幫助類 ,你可以選擇用Using連接Dispose自動垃圾回收,也可以自己控制連接和關閉，建議每次發(fā)完一組操作指令后就斷開和硬件的連接

接下來說鳴志步進電機的指令和控制代碼

在 region 鳴志步進-多線程不安全模式 endregion，這個折疊標簽里。從上到下依次是常用的十幾個命令如下：

調用方式如下：

接下來說鳴志伺服電機的指令和控制代碼

在 region Servo_Moons endregion，這個折疊標簽里。從上到下依次是常用的十幾個命令如下：

伺服和步進的區(qū)別在于，伺服是閉環(huán)控制自帶編碼器，步進是開環(huán)控制沒有數(shù)據(jù)反饋容易丟步。伺服更精準更貴。

在軟件層面，步進電機通過寫入簡單明了的字符串指令輕易控制，但是同品牌的伺服電機要寫地址操作起來更復雜。

調用方式如下：

接下來說華慶軍繼電器模塊的指令和控制代碼

示例如下：

又是一串很熟悉的開關線圈字節(jié)數(shù)組指令,華慶軍官網(wǎng)上下載調試軟件QingJunTestV3.0.exe

左側設置開關量型選擇，比如我選擇的是32路輸入輸出

左側下方輸入地址或者IP

右側點擊對應的Y1-32,藍色的一條操作碼就是我們需要的字節(jié)數(shù)組指令

上面是華慶軍輸出指令，輸入指令如下

接下來說松下伺服電機的指令和控制代碼

松下modbus請求報文

以下為本人編輯好的Block動作一覽

//松下電機 Block相關動作編號
//從站地址10 桶蓋
//0 正10w
//1 負10w
//2 正1000
//3 負1000
//4 163w3k
//5 正3k
//6 負3k
//7 絕對定位 0 回原點
//8 減速停止/即刻停止

比如調用緊急剎車如下

這里就要用到CRC動態(tài)生成校驗數(shù)組了

以下為工廠部分硬件實拍

以下為部分UI實拍

祝各位在工控/自動化的道路越走越舒坦

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