modbus快速入门

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1. Modbus 是什么？

Modbus 是一种工业通信协议，用于 PLC、传感器、变频器、仪表、智能电表等设备之间交换数据。

它的特点：

简单
开放标准
工业应用非常广
主从结构（传统 Modbus RTU/TCP）
- 在 Modbus 里面，主站（Master） 可以简单理解为：
  
  主动发起通信、提出读写请求的一方。
  
  而：
  
  从站（Slave） 是被询问、返回数据或执行命令的一方。
  
  现在新的 Modbus 标准里更常叫：
  - Master → Client（客户端）
  - Slave → Server（服务器）
  但工业现场仍然习惯叫主站/从站。

典型场景：

bash 复制代码

上位机/PLC
    |
    | Modbus
    |
+---+----+----+
|        |    |
温度计  电表  变频器

2. Modbus 有哪些类型？

主要有三个：

类型	物理层	常用场景
Modbus RTU	RS485	工业现场最多
Modbus ASCII	RS232/485	老设备
Modbus TCP	Ethernet	现在越来越多

现在最常用：

RS485 + Modbus RTU
网口 + Modbus TCP

3. Modbus TCP 快速理解

例如：

电脑读取一个温度传感器：

bash 复制代码

电脑(Modbus Client)
        |
        | TCP 502端口
        |
温度设备(Modbus Server)

设备：

bash 复制代码

IP:
192.168.1.100

端口:
502

4. Modbus 的核心：寄存器

Modbus 不直接传：

bash 复制代码

temperature = 25.6℃

而是：

bash 复制代码

读取地址 40001
返回:
256

然后约定：

bash 复制代码

实际温度 = 数据 / 10

256 / 10 = 25.6℃

5. 四种寄存器类型（重点）

Modbus 有四类数据：

类型	名称	读写	示例
Coil	线圈	读写	开关
Discrete Input	离散输入	只读	按钮
Input Register	输入寄存器	只读	温度
Holding Register	保持寄存器	读写	参数

记忆：

bash 复制代码

0xxxx
线圈
开关


1xxxx
输入


3xxxx
输入寄存器


4xxxx
保持寄存器

实际设备中最常见：

bash 复制代码

6. 一个实际例子

假设：

温度模块：

bash 复制代码

地址:
40001

数据:
253

说明书：

bash 复制代码

温度 = 寄存器值 ×0.1

读取：

bash 复制代码

40001 → 253

计算：

bash 复制代码

253×0.1

=25.3℃

7. Modbus RTU（RS485）是什么？

典型接线：

bash 复制代码

PLC             温度模块

A  ------------ A
B  ------------ B

GND ---------- GND

多个设备：

bash 复制代码

          RS485总线

主站
 |
 +----设备1 地址1
 |
 +----设备2 地址2
 |
 +----设备3 地址3

每个设备有地址：

bash 复制代码

设备1:
Slave ID=1

设备2:
Slave ID=2

8. Modbus RTU 通信参数

必须一致：

例如：

bash 复制代码

波特率:
9600

数据位:
8

停止位:
1

校验:
None

简称：

bash 复制代码

9600 8N1

或者：

bash 复制代码

9600 8E1

9. 一次读取过程

例如：

主机：

bash 复制代码

我要读取:
Slave=2

寄存器:
40001

数量:
2个

发送：

bash 复制代码

解释：

字段	意义
02	设备地址
03	功能码
0000	开始地址
0002	读取2个寄存器
CRC	校验

设备回复：

bash 复制代码

02
03
04
00FA
0102
CRC

表示：

两个16位数据：

bash 复制代码

250
258

10. 常用功能码

功能码	作用
01	读线圈
02	读输入
03	读保持寄存器
04	读输入寄存器
05	写单个线圈
06	写单个寄存器
15	写多个线圈
16	写多个寄存器

最常用：

bash 复制代码

03 读数据

06 写数据

11. Python 快速测试

安装：

bash 复制代码

pip install pymodbus

读取 Modbus TCP：

bash 复制代码

from pymodbus.client import ModbusTcpClient


client = ModbusTcpClient(
    "192.168.1.100",
    port=502
)

client.connect()


result = client.read_holding_registers(
    address=0,
    count=10
)


print(result.registers)


client.close()

输出：

bash 复制代码

[253, 100, 0, 55,...]

12. 常用调试软件

Windows

Modbus Poll

功能：

模拟主站
读写寄存器
看通信帧

Modbus Slave

模拟设备。

Linux

命令：

bash 复制代码

sudo apt install mbpoll

读取：

bash 复制代码

mbpoll \
-m tcp \
-a 1 \
-r 40001 \
192.168.1.100

13. 最重要的三个概念

三个：

① Modbus 是读写寄存器

bash 复制代码

设备 = 一堆地址

② 地址不是数据

例如：

bash 复制代码

只是位置。

里面可能：

bash 复制代码

温度
压力
电压

要看设备手册。

③ 通信双方必须知道规则

包括：

bash 复制代码

设备地址
寄存器地址
数据类型
缩放比例
字节顺序