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[導讀]隨著Modbus TCP和Modbus RTU兩種協(xié)議在工業(yè)現(xiàn)場設備的普及，要實現(xiàn)這兩種協(xié)議互轉的需求日益增加，GZCOM-NET可以實現(xiàn)該轉換功能，本文將詳細介紹轉換原理及使用。

隨著Modbus TCP和Modbus RTU兩種協(xié)議在工業(yè)現(xiàn)場設備的普及，要實現(xiàn)這兩種協(xié)議互轉的需求日益增加，GZCOM-NET可以實現(xiàn)該轉換功能，本文將詳細介紹轉換原理及使用。

▌原理概述

1. Modbus RTU/TCP協(xié)議簡介

Modbus通信協(xié)議具有多個變種，其中最著名的是Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP三種。在工業(yè)現(xiàn)場一般都是采用Modbus RTU協(xié)議。與ModbusRTU協(xié)議相比較，ModbusTCP協(xié)議則是在RTU協(xié)議上加一個MBAP報文頭，并且由于TCP是基于可靠連接的服務，RTU協(xié)議中的CRC校驗碼就不再需要，兩者幀格式差異如圖1所示。

圖1

1.1 ModbusRTU

● Modbus RTU數(shù)據(jù)幀(ADU)由地址+PDU+校驗組成，物理層為串口，包括RS232、RS422、RS485。

1.2Modbus TCP

● Modbus TCP數(shù)據(jù)幀(ADU)由MBAP+PDU組成，物理層為以太網(wǎng)接口；

● MBAP：報文頭，長度7個字節(jié)。

1.3Modbus RTU/TCP共同點

● Modbus TCP和Modbus RTU數(shù)據(jù)幀中的PDU部分是相同的；

● PDU: 協(xié)議數(shù)據(jù)單元(Protocol Data Unit)，由功能碼+數(shù)據(jù)組成。功能碼是一個字節(jié)，數(shù)據(jù)長度不定，由具體功能碼的具體功能決定。

2. Modbus RTU轉Modbus TCP

Modbus RTU數(shù)據(jù)幀轉為Modbus TCP數(shù)據(jù)幀過程為取出協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），并且加入報文頭部（MBAP），將附加地址對應到報文頭部的單元標識符，如圖2所示。

圖2

● 增加了報文頭部，并且去掉了附加地址和差錯校驗；

● 事務處理標識：可以理解為報文的序列號，一般每次通信后就要加1以區(qū)別不同的通信數(shù)據(jù)報文，由客戶端生成，應答時復制該值；

● 協(xié)議標識符：表示Modbus TCP協(xié)議，由客戶端生成，應答時復制該值；

● 長度：表示該字節(jié)后面的數(shù)據(jù)長度，單位為字節(jié)；

● 單元標識符：設備地址，由客戶端生成，應答時復制該值。

3. Modbus TCP轉Modbus RTU

Modbus TCP數(shù)據(jù)幀轉為Modbus RTU數(shù)據(jù)幀過程為取出協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），并且加入附加地址和差錯校驗，將報文頭部的單元標識符對應到附加地址，如圖3所示。

圖3

● 單元標識符作為附加地址；

● 增加差錯校驗。

▌網(wǎng)關實現(xiàn)轉換

1. Modbus RTU Master(RS485/RS232) 轉 Modbus TCP Slave

該轉換可實現(xiàn)用戶終端作為Modbus TCP從機，數(shù)據(jù)采集中心作為Modbus RTU主機。網(wǎng)關實現(xiàn)Modbus RTU和Modbus TCP兩種數(shù)據(jù)的轉換，使用RS485/RS232接口與Modbus RTU主站通信，使用TCP Client與Modbus TCP從站通信，如圖4所示。

圖4

1.1 網(wǎng)關協(xié)議轉換配置

以RS485為例，打開網(wǎng)關網(wǎng)頁左邊欄，選擇【協(xié)議轉換】，在轉換選擇頁面里選擇【Modbus RTU Master(RS485) 轉 Modbus TCP Slave】，然后點擊【保存】，如圖5所示。

圖5

1.2 網(wǎng)關TCP Client配置

打開網(wǎng)關網(wǎng)頁左邊欄，選擇【網(wǎng)絡配置】，在網(wǎng)絡配置面里選擇【TCP/UDP Client】，配置客戶端參數(shù)，然后點擊【保存】，如圖6所示。

圖6

1.3 RS232/RS485配置

打開網(wǎng)關網(wǎng)頁左邊欄，選擇【RS232/RS485配置】，在網(wǎng)絡配置面里選擇【RS485】，配置串口參數(shù)，然后點擊【保存】，如圖7所示。

圖7

1.4 模擬主/從機配置

用PC打開Modbus模擬軟件，創(chuàng)建Modbus RTU主機和Modbus TCP從機，如圖8所示。

圖8

1.5 結果展示

Modbus RTU主機寫入Modbus TCP從機的寄存器成功，并且讀取Modbus TCP從機寄存器值成功，如圖9所示。

圖9

2. Modbus TCP Master 轉 Modbus RTU Slave

該轉換可實現(xiàn)傳感器作為Modbus RTU從機，數(shù)據(jù)采集中心作為Modbus TCP主機。GZCOM-NET作為Modbus TCP和Modbus RTU兩種數(shù)據(jù)的轉換網(wǎng)關，使用TCP Server與Modbus TCP主站通信，使用RS485或RS232接口與 Modbus RTU從站通信，如圖10所示。