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Modbus主從模式的部署方法

2026-04-28

 Modbus通訊協定 Modbus 通常採用主從配置,其中一個設備作為主站,其他設備作為從站。在網路中,Modbus 協定透過請求-回應機制在主站(客戶端)和從站(伺服器)之間交換資訊。主站發起請求,從站回應這些請求。以下是 Modbus 主從模式的標準部署方法及其對 PLC 設備的支援:

部署方式:

1.大師:

1) 主控設備通常是控制系統、監控系統、SCADA 系統或其他控制設備。

2) 只有主設備才能發起通訊並向從設備發送 Modbus 請求,例如讀取或寫入暫存器值。

3) 在任何給定時間,只能有一個主站連接到網路。

4) 主站可以使用專用位址單獨存取每個從站,或使用位址 0 同時存取所有從站。

2.從屬:

1)從設備是指實際的控制裝置,例如感測器、執行器、PLC 等。

2) 從站負責回應主站的 Modbus 請求,提供所需資料或執行對應操作。

3) 在標準的 Modbus 網路中,有一個主站和最多 31 個從站。

4) 從站無法主動與主站或其他從站通訊。

圖片1.jpg

3.通訊協定:

Modbus 可以跨多種實體層運行,包括序列埠(例如 RS-232、RS-485)和乙太網路。物理層的選擇取決於特定的應用場景和裝置之間的距離。

4.通訊模式:Modbus協定支援兩種資訊交換通訊模式:

1) 單播模式 – 主站透過專用位址存取從站;從站處理請求並回應主站。

2) 廣播模式 – 主站透過位址 0 存取所有從站。在此模式下,從站不回應廣播訊息。 (因此,廣播模式下的請求指令必須是 Modbus 標準中定義的寫入指令。)

5.地址配置:

透過 Modbus 協定交換的訊息包含待處理資料的位址。 Modbus 網路中的每個從站都有一個唯一的位址;每個暫存器都有一個暫存器編號;每種資料類型(位元或暫存器)都有一個 16 位元位址。主站使用這些位址來定位從站並與之通訊。

通常情況下,從站的位址是在 PLC 設備或其他 Modbus 設備的設定中配置的。

6.協議

1) Modbus 通訊採用不同的功能碼(功能代碼)來表示各種操作,例如讀取暫存器和寫入暫存器。

2) 主站和從站必須在通訊過程中遵守相同的 Modbus 協定規範。

支援PLC設備的網路拓撲結構:

1. Modbus RTU。

Modbus RTU 通常透過 RS-485 串列通訊連結運行,RS-485 匯流排佈線規格規定了匯流排拓撲結構。在實際應用中,通常採用菊花鍊式佈線配置。例如,三個 RS-485 設備(從站 1、從站 2 和從站 3)的連接方式如下:從站 1 的 485+ 端口連接到從站 2 的 485+ 端口,從站 2 的 485+ 端口再連接到從站 3 的 485+ 端口,依此類推。 485 連接埠的連接方式與 485+ 連接埠相同。

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2. ModbusTCP

與使用串行鏈路的 Modbus RTU 相比,Modbus TCP 依賴於乙太網路通信,在網路拓撲結構方面提供了更大的靈活性。它已從基於串行鏈路的主從配置發展成為多客戶端/多伺服器架構模型。

使用 Modbus TCP,主設備(用戶端)可以透過其 IP 位址定位 Modbus 從裝置(伺服器),並透過 Modbus 閘道連接到另一個 Modbus RTU 網路。

圖片3.jpg

支援PLC設備:

Modbus 廣泛支援 PLC 設備。許多 PLC 設備本身就支援 Modbus 通訊協議,因為 Modbus 是一種通用且應用廣泛的工業通訊協定。

支援 Modbus 的 PLC 設備可以作為從站與其他支援 Modbus 的設備通信,也可以作為主站與其他從站通信,從而實現設備之間的資料交換和控制。

在特定的工業自動化系統中,Modbus主從配置的部署方式取決於系統架構、設備類型和通訊需求。通常,主站作為上級控制系統,而從站可以由各種控制設備組成,包括PLC。 Modbus的靈活性使其成為工業控制應用中最廣泛使用的通訊協定之一。