Modbus

网络接驳

采用 Modbus TCP 协议的设备可通过以太网接口(RJ45)接驳网络； 采用 Modbus RTU 协议的设备通常仅具有串行接口(RS-232/RS-485)， 须通过串行网关转接到以太网。

由于采用 Modbus 协议通信的设备受其连接模式所限， 只能在局域网中通信， 无法直接与云端服务器通信，因此，若要与云端服务器通信， 则需要通过 VPN 或通信换向技术实现。

以太网直连

采用 Modbus TCP 协议的设备通常具有网络接口(RJ45)，可直接接驳到局域网中。 设备须配置规划的网络地址和端口以及设备地址标识， 有关设备网络参数设置的更多信息，请查阅设备厂商提供的技术手册。

设备地址标识的范围为 0 ~ 255， 0 为广播地址，1 ~ 247 为从站地址，248 ~ 255 保留， 主要用于在串行链路中作为设备地址，用以识别多个串接设备。 对于独立运行并采用 Modbus TCP 协议通信的设备， 已不存在串接的多个设备，但仍需准确设定此识别号。

串行链路

采用 Modbus RTU 协议的设备通过串行链路(RS-232/RS-485)实现通信， 由于串行链路无法直接与以太网兼容， 接入以太网时须通过专用的串行链路网关设备，将其转接入以太网。

串行网关同时提供以太网接口(RJ45)和串行接口(RS-232/RS-485)， 以太网接口用于接驳局域网，串行接口用于接驳设备。 网关的以太网接口通常可提供 Modbus RTU 协议透传模式以及 Modbus TCP 转换模式。 网关的串行接口(RS-232/RS-485)须设定正确的串行链路参数： 波特率、数据位、停止位和校验位，方能与设备通信。 有关网关参数设置的更多信息， 请查阅厂商提供的技术手册。

网关选型： 串行网关应支持数据缓存功能， 以协调以太网和串行链路之间速度差。 以太网理论速度 100 Mbps (12.2 MByte/s)， RS-232/RS-485 在常用 9600 波特率时理论速度 9.6 Kbps (14.4 KByte/s)。

RS-232

采用 RS-232 链路的设备在转接以太网时， 设备的 RS-232 接口必须处于空闲状态（未被占用）， 因为 RS-232 链路属于点对点接口，不能实现串接或共享。 如果接口已被占用，则无法转接。

注意识别： 某些设备的 RS-232 接口，外形虽然为标准的D型接口， 但是实际上属于 RS-485 链路。 请查阅设备厂商提供的技术手册进行确认。

无效方案： 采用 数据监听 或 接口分支 等方案均无法获得可用效果， 数据监听 方案无法获取原接设备未请求的数据； 接口分支 方案会导致原接设备的通信冲突； 这些方案均已在实践中被弃用。

RS-485

采用 RS-485 链路的设备，通常支持多设备串接（俗称：手牵手模式）， 即将多个采用 RS-485 链路的设备串接到同一根双绞线（总线）， 各个设备通过地址标识进行区分，总线上的设备地址不能相同，必须确保唯一性。 网关为主站，以相同的方式接入 RS-485 总线， 主站没有地址，其余设备为从站。

设备地址标识的范围为 0 ~ 255， 0 为广播地址，1 ~ 247 为从站地址，248 ~ 255 保留， 因此理论上 RS-485 总线可接驳 247 个设备。 但受链路传输模式和速度限制， 设备串接越多其通信效率越低， 实践中单总线不应超过 32 个设备。

串接弊端： 当多个设备采用 RS-485 总线通过“手牵手”模式串接时， 如果其中某个设备因关机或故障离线， 将导致整个总线通信效率严重降低。 原因在于主从通信模式要求所有指令均须排队执行， 当请求已离线设备时其它设备均需要等待超时之后才能继续通信。

良好连接： RS-485 总线应采用屏蔽双绞线，并且将屏蔽层良好接地； 设备间线缆尽量短，拓扑为无分支直线； 总线两端并接 120Ω 终端电阻，防止信号反射。

通信配置

JOYZL SCADA 作为从端(SLAVE)主动发起连接到设备， 设备由以太网接口(RJ45)连接到网络， 设备通信参数按如下方式进行设置。

• 驱动：MODBUS_TCP_SLAVE
• 接点：设备地址和端口(IP:PORT)，默认端口 502，例如 192.168.1.2:502
• 地址：设备地址识别号，范围 1 ~ 247

JOYZL SCADA 作为从端(SLAVE)主动发起连接到网关， 网关通过串行链路(RS-232/RS-485)连接设备， 设备通信参数按如下方式进行设置。

• 驱动：MODBUS_RTU_SLAVE
• 接点：网关地址和端口(IP:PORT)，例如 192.168.1.2:502
• 地址：设备地址识别号，范围 1 ~ 247

单个目标网络地址(IP:PORT)如果串接了多个设备，例如通过网关转接的 RS-485 总线， 应在 JOYZL SCADA 中创建多个通信设备(Device)，并且接点(Point)相同， 由地址（设备地址识别号）进行区分。

数据配置

Modbus 采用地址标识寄存器，规划的寻址范围为 0 ~ 65535。 寄存器地址按用途划分为四个区间，从 0 开始寻址。

• 00000 ~ 09999 数字量输出(DO)，数据类型只能为布尔(Boolean)；
• 10000 ~ 19999 数字量输入(DI)，数据类型只能为布尔(Boolean)；
• 20000 ~ 29999 保留，用户不可读写；
• 30000 ~ 39999 输入寄存器(AI)，每地址两个字节，数据类型由设备决定；
• 40000 ~ 49999 保持寄存器(HR)，每地址两个字节，数据类型由设备决定。

JOYZL SCADA 属性代码(Code)格式为：

REGISTER.[BIT]

REGISTER 为寄存器地址，采用十进制表示， 第一位数值为寻址区间，必须完整指定五位数字， 即便为零也不可省略，例如 00000 。

BIT 为可选字段，表示字节位，采用十进制表示， 有效范围为 00 ~ 15，必须完整指定两位数字 数据类型固定为布尔型(Boolean)； 仅能用于输入寄存器和保持寄存器，未按字节位读取数据时，此字段可省略。

Modbus 数字（开关）量输入和输出的寄存器地址区固定为布尔型数据(False/True)； 输入和保持寄存器对使用的数据类型没有严格限制， 数据类型由各设备厂商自行定义。

寄存器数据含义： 有关设备寄存器数据的具体含义，请查阅设备厂商提供的技术手册。

Modbus 采用指针标识队列(FIFO Queue)，规划的指针范围为 0 ~ 9999。 队列用于存储单个参数的连续时序值， 从 0 开始寻址，数据类型由设备决定。

JOYZL SCADA 属性代码(Code)格式为：

Q(POINT)

POINT 为队列指针，采用十进制表示， 首字母 'Q' 表示队列，后跟四位数字， 必须完整指定四位数字，即便为零也不可省略， 例如 Q0000 。

队列数据含义： 有关设备队列数据的具体含义，请查阅设备厂商提供的技术手册。

JOYZL SCADA 属性支持的数据类型请参考 数据类型表 。

标准规范

Modbus 控制指令

• 读线圈
• 读离散量输入
• 读保持寄存器
• 读输入寄存器
• 写单个线圈
• 写单个寄存器
• 读异常状态（仅用于串行链路）
• 诊断（仅用于串行链路）
• 获取通信事件计数器（仅用于串行链路）
• 获取通信事件计记录（仅用于串行链路）
• 写多个线圈
• 写多个寄存器
• 报告从站地址（仅用于串行链路）
• 读文件记录
• 写文件记录
• 屏蔽写寄存器
• 读/写多个寄存器
• 读FIFO队列
• 封装接口传输

不支持的指令： JOYZL SCADA 未提供对 Modbus 规范中的 封装接口传输指令(43) 的支持， 包括 CANopen(MEI 13) 和 读取设备信息(MEI 14) 以及其它扩展的 MEI 指令。

遵循和参考的标准或规范：
GB/T 19582—2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范
GB/T 19582.1—2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第1部分：Modbus应用协议
GB/T 19582.2—2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第2部分：Modbus协议在串行链路上的实现指南
GB/T 19582.3—2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第3部分：Modbus协议在TCP/IP上的实现指南
ANSI EIA/TIA-485-A-1998 Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems
ANSI EIA/TIA-232-E-1997 Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Termination Equipment Employing Serial Binary Data Interchange
Modbus.org Modbus application protocol specification