反复探究Modbus TCP协议它是如何与众多通讯协议共存的
深入解析Modbus TCP通信机制：揭秘其与众多通讯协议共存的奥秘
在工业自动化领域，Modbus总线以其三种主要协议——Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP而闻名。这些协议各自擅长不同的通信方式，RTU和ASCII适用于串行通信，如RS485或RS232，而TCP则专注于以太网传输。由于底层结构差异，每种应用数据单元（Application Data Unit, ADU）都有所不同。
为了实现数据交换，Modbus定义了一个称为“Protocol Data Unit”（PDU）的简单数据结构。这一单元由功能码和数据组成，功能码长度为1字节，表示要执行的操作；数据部分长度可达252字节，以0开始，不同功能码对应不同的数据格式。例如，对于读取线圈的01功能码，其后跟随4个字节，其中前两个字节指明要读取的地址，以及后面两位代表要读取数量；对于05写入线圈的命令，其后也跟随4个字节，但前两个指明写入地址，后两位是待写入值。
PDU分为请求型、应答型及异常应答型三种类型，并且不论是哪一种物理网络支持，它们都使用相同的PDU格式。不过，由于需要映射到物理网络上，这导致ADU结构因底层网络差异而变化。在串行链路下，如RTU和ASCII，在TCP/IP环境中如TCP的情况下，都有各自独特的ADU构造。
对于TCP/IP版本，即使在ADU基础上添加MBAP头部（MBAPHeader），这也是唯一区别之处。每个MBAP头由7个字符构成：
传输标识符，为配对请求与响应提供标识；
协议标识符系统间用以辨认；
长度字段指示接下来要发送信息长度，以字节计；
单元标识符供寻址用途，比如在以太网+串行链路中的远程站点地址。
最后，我们来探讨一下为什么没有IP地址和端口号出现，这是因为它们属于更低级别的传输层/网络层，而不是应用层级别。而我们所说的MODBUS-TCP实际上是在TCP/IP协议栈上的应用程序的一部分，因此它会将自己的消息封装进更低级别协议，然后通过套接口(Sockets)进行编程实现。在PLC编程时，大多数厂家已经将底层逻辑封装成了库函数，只需调用即可。但若从PC进行编程，则需要使用Socket技术来完成这一过程。此外，还有一点不可忽视的是，当你使用MODBUS-TCP进行通信时，你应该确保端口号502不会被其他程序占用。