开发过程中modbus-RTU需要电脑USB口对外交互,参考我的文章:C# 通过Com端口和单片机通讯(232/485/USB)_花开莫与流年错_的博客-CSDN博客_c#与单片机通信
上位机和PLC交互的消息在Excel中配置,配置后通过Modbus协议加载到界面显示,Excel操作参考我的:C#使用EPPlus操作Excel(读写)_花开莫与流年错_的博客-CSDN博客_epplus读取excel
PLC使用ST语言开发,参考我的文章:汇川中型PLC使用ST语言基础_花开莫与流年错_的博客-CSDN博客_axis_ref_sm3
网络通讯概况:
上学的时候讲过网络7层架构依次为:物理层》数据链路层》网络层》传输层》会话层》表示层》应用层。而实际网络为5层结构:物理层》数据链路层》网络层》传输层》应用层。
物理层,通过网线、光纤、双绞线等传输,如485/232。
数据链路层,负责传输数据,如:以太网协议、PPP协议,CAN协议、i2c、spi等嵌入式协议一般定义了物理层和数据链路层。
网络层的引入主要是为了屏蔽不同网络的差异,实现不同网络内主机的通信。如:ARP协议(地址解析)、IP协议、ICMP(控制报文协议,路由通不通、消息是否可达、路由是否可用)。
传输层,每一个应用程序都有一个端口号,用于对外界发送或者接收数据。如重用的TCP、UDP协议。
应用层,网络结构中最上层,经常被接触到,如web、ftp文件传输、smtp邮件发送等。
Modbus协议
Modbus采用主从(Master-Salve)通信模式,仅有主设备(Master)能对传输进行初始化,从设备(Slave)根据主设备的请求进行应答。典型的主设备包括现场仪表和显示面板,典型的从设备为可编程逻辑控制器(PLC)。
主要包含三种协议,Modbus-RTU、Modbus-ASCII和Modbus-TCP。三种协议数据格式基本一致。其中RTU英文“ Remote Terminal Unit”属于传输层、传输数据是协议定义的正整数,电脑直接通过串口与设备交互,因为TCP层有校验参数是否正常,而传输层没有,所以RTU需要计算校验码用于验证是否是正确的modbus报文。Modbus-ASCII主要区别是以ASCII格式传输数据。Modbus-TCP则数据应用层,基于TCP传输。
协议报文(走TCP不需要附加地址和校验,因为TCP有校验位了)
PLC做主上位机为从时,上位机提供502服务端口,PLC发上位机回。PLC做从则与之相反。
发收报文如下(事物处理标识符为0应该也可以)
modbus协议完整的文档,我有,不过我还是描述我们经常用到的吧,我之前开发只用到0x03查询、0x06设单个、0x10设多个、0x41自定义(升级单板、读取电子标签)。
0x03查询命令
0x06设置单个参数
0x10设置多个参数:00 01 00 00 00 13 FF 10 03 E8 00 06 0C 00 24 0B 95 00 00 00 00 00 00 00 00
校验备份C++代码
/**
* @brief modbus rtu校验
* @param p_data:要校验的数据的地址
* data_len:要校验数据的长度(字节)
* data_crc:数据的校验码
* @retval 无
*/
void CRC_Checkout_16(uint8_t *p_data,uint32_t data_ len,uint8_t *data_crc)
{
uint16_t wcrc = 0xFFFF;
uint8_t temp;
uint32_t i=0,j=0;
for(i=0;i<data_len;i++)
{
temp = *p_data & 0X00FF;
p_data++;
wcrc = wcrc^temp;
for(j=0;j<8;j++)
{
if(wcrc & 0X0001)
{
wcrc>>=1;
wcrc^=0XA001;
}
else
{
wcrc>>=1;
}
}
}
temp=wcrc;
data_crc[0]=wcrc;
data_crc[1]=wcrc>>8;
return ;
}
/* CRC 高位字节值表 */
static unsigned char auchCRCHi[] =
{
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,
0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
} ;
/* CRC低位字节值表*/
static char auchCRCLo[] =
{
0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06,
0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD,
0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A,
0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4,
0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3,
0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4,
0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29,
0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED,
0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60,
0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67,
0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68,
0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E,
0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71,
0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92,
0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B,
0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B,
0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42,
0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40
} ;