什么是 Modbus 协议？

Modbus 协议特性

Modbus比其他通信协议应用更广泛的主要原因是：

• 公开发布且无版权要求
• 易于部署和维护
• 对于供应商，修改移动本地位或字节没有太多限制

Modbus 允许多个（大约 240 个）设备连接在同一个网络上进行通信。 例如，测量温度和湿度并将结果发送到计算机的设备。 在数据采集与监控控制系统（SCADA）中，通常采用Modbus连接监控计算机与远程终端控制系统（RTU）。

Modbus 是如何工作的？

Modbus 是单主站的主/从通讯方式。 Modbus网络上只能有一个主站，主站在Modbus网络上没有地址。 从站地址范围为0-247，其中0为广播地址。 从站的实际地址范围是1-247。 Modbus通讯标准协议可通过RS232C、RS485、光纤、无线电等多种传输方式传输。

Modbus有两种串行传输方式，ASCII和RTU。 它们定义了数据打包和解码的不同方式。 支持Modbus协议的设备一般都支持RTU格式。 通信双方必须同时支持上述模式中的一种。

以上是官方定义，我们用通俗的话来解释一下：

这其实就是通信协议，任何协议都是类似的。 只有两种通信格式和通信规范。

如果需要，您也可以自己定义通信规范。 使用PLC或VB语言根据自己定义的这个规范进行处理。 如果可靠性超过了Modbus，那么你的通讯规范就是最流行的！

RS485与MODBUS的区别与联系

经常看到RS485和MODBUS写在一起， Sino-Inst 下面就和大家聊一聊RS485和MODBUS的区别和联系。

RS485是物理接口，简单来说就是硬件。

MODBUS是一种国际标准通讯协议，用于不同厂商设备之间交换数据（通常用于工业用途）； 所谓协议，也可以理解为上面某人所说的“语言”，或者简称为软件。

一般情况下，两个设备通过MODBUS协议传输数据：RS232C最早被用作硬件接口，（即普通电脑上的串行通讯口（串口））。 还有RS422，也有常用的RS485。 该接口传输距离远，常用于一般工业场景。

MODBUS协议分为三种模式：MODBUS RTU、MODBUS ASCII和后来发展起来的MODBUS TCP。

前两种（MODBUS RTU、MODBUS ASCII）使用的物理硬件接口是串口（Serial）通讯口（RS232、RS422、RS485）。

而MODBUS TCP正是顺应了当今世界的发展趋势。 任何东西都可以通过以太网或互联网连接来传输数据。

MODBUS TCP方式的硬件接口是以太网（Ethernet）口，也就是我们电脑上普遍使用的网口。

我们将工业网络分为三类：RS485网络、HART网络和现场总线网络。

HART网络

HART是艾默生提出的一种过渡总线标准。 它主要是在4-20 mA电流信号之上叠加一个数字信号。

物理层采用BELL202频移键控技术。 为了实现一些智能电表的功能。 但是这个协议并不是一个真正的开放标准，你必须加入他的基金会才能得到协议。 加入基金会的部分费用。

该技术主要被国外几家大公司垄断，近两年国内一些公司又开始做起来了。 但还没有达到国外公司的水平。

如今，很大一部分智能电表都配备了 HART圆卡，都带HART通讯 功能。

但是从国内来看，这部分功能并没有真正使用过，顶多只是用来设置手持通讯器的参数。 HART智能仪表没有发挥应有的功能，没有联网进行设备监控。

从长远来看，由于低 HART通信速率、联网困难等原因。 HART仪表的采购量将呈下降趋势。

但是，由于HART仪表已有十几年的历史，安装的仪表数量非常多。 对于一些系统集成商来说，还有很大的利用空间。

现场总线网络

现场总线技术是当今自动化领域技术发展的热点之一。 在自动化领域被称为计算机局域网。 它的出现标志着自动化控制技术新纪元的开始。

现场总线是连接安装在控制现场的仪表和安装在控制室的控制设备的数字、串行、多站通信网络。 关键标志是能够支持双向、多节点、总线式全数字通信。

近年来，现场总线技术已成为世界自动化和仪表领域发展的热点。 现场总线网络的出现是对传统控制系统结构的革命性改变。 是自动控制系统朝着智能化、数字化、信息化、网络化、分散化方向发展。 形成一种新型的网络集成全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。

然而，目前现场总线的各种标准并存，各有千秋。 目前还没有一个真正统一的标准。 关键是看不到什么时候能形成统一的标准，技术还不够成熟。

另外，现场总线仪表的种类还是比较少，选择空间小，价格也比较高。 从终端用户的角度来看，大部分还是持观望态度。 想等技术成熟了再考虑，但是现在实现的很少。

RS485网络

RS485/MODBUS是一种流行的网络布局方式。 其特点是实现简单、方便。 而且现在支持RS485的仪器很多，尤其是在石油行业。

RS485/MODBUS简直一统天下。 目前的仪器供应商也转而支持RS485/MODBUS。 原因很简单，像原来的HART仪表一样，很难买到转换口，而且很贵。 RS485转换接口便宜很多，种类繁多。

至少在低端市场，RS485/MODBUS仍将是最主要的组网方式，而且在过去两三年内不会改变。

4-20mA电流环及RS485通讯（Modbus RTU协议）数据采集功能

4-20mA电流环数据采集特性

使用压力， 温度变送器 现场的电流采集模块（RTU）或采集卡进行数据采集，然后与工控机进行通讯传输。 采用4-20mA电流环仪表的数据采集系统具有以下特点：

1. 施工复杂，数据线需提前埋设，线缆数量多，工期长
2. 电脑端需要电流采集卡或数据采集模块
3. 更换维护操作复杂，扩容麻烦
4. 4-20mA电流环数据采集精度低，误差来自4-20mA输出仪表和采集卡（或数据采集模块）

RS485通讯（Modbus协议）数据采集特性

使用RS485通讯的智能仪表、变送器、执行器等直接与工控机的串口通讯。 采用RS485通讯的数字传感仪表网络系统具有以下特点：

1. 降低施工复杂度，数据线缆需提前埋设，线缆数量少，缩短工期
2. 电脑端只需要一个隔离的RS485/RS232转换器
3. 易于更换和维护，易于扩展
4. 采集精度高，消除RTU误差，系统误差仅来自于变送器本身
5. RS485通讯传输稳定性好，网络维护少
6. 使用成本大大降低|
7. RS485最大通讯距离1200米

电磁流量计Modbus协议RS485通讯传输

电磁流量计的RS485通讯数据传输接口为半双工。 标准速率大于 250kHz。 通信方向转换时间为3.5us。 通常可接16路负载。 它还可以扩展到 32 个通道。 标准屏蔽双绞线为 1000m。 使用主从多机通讯。 多台电磁流量计互连时。 可以节省信号线，便于高速传输。

RS-485通讯具有良好的抗噪声干扰能力。 传输距离远，多站能力强。 不会因PLC故障而影响现场与远程数据的同步。

但是电磁流量计必须有485接口，支持MODBUS RTU协议。

为了保持稳定性，多台流量计通讯时，最好使用同一厂家、同一品牌的电磁流量计。

RS485是一种工业数据总线。 电磁流量计具有RS485串行通讯，使数字通讯取代了PLC模拟信号和普通开关量信号的传输。 减少了PLC仿真计算，实现了数据的准确采集和传输。

RS485进动涡街流量计

进动式涡街流量计 是一种新型气体流量计。 可用于天然气、丙烷、空气、氮气等气体的测量。

转换器可输出频率脉冲、4～20mA模拟量信号，并具有RS485接口，可直接接入计算机网络，传输距离可达1.2km；

进动涡街气体流量计与涡街流量计一样，都是速度流量计。 智能旋进涡街流量计的性价比高于涡街流量计。 智能旋进涡街流量计只能测量气体。 进动涡街气体流量计可做成温度压力补偿一体化。 并可测量多种气体。 例如 压缩空气、氧气、沼气、天然气、煤气等。

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