netbox

其實很早就想寫寫關于Modbus的開發歷程，但牽扯項目較多，不同語言版

本較多，頭緒繁雜，一時不知從何寫起。最近的醫療項目的通信部分，重新調整

為Modbus協議，并且內容幾乎涵蓋了Modbus的方方面面（Rtu/Tcp，Slave/Client

相關開發），所以更堅定了寫Modbus信心，今天忙里偷閑，以時間為序，以項

目為綱，把Modbus相關開發經歷一一道來。

一、焦爐四大車通信系統（2002~2005）

硬件平臺：西門子PLC200

操作系統：Win2000/XP

1、主PLC與PC機的通信

最早主PLC與PC機通信，采用自定義的協議，主PLC中做了一個類似木

馬的程序來響應PC機下發的讀寫V變量區的指令。這樣就完成了PLC的讀寫

操作。

后來西門子PLC的開發軟件進行了升級，提供了ModbusRtuSlave庫，這

樣只要上位機實現ModbusRtuClient就可以直接讀寫PLC變量區了，之后用VB

開發了Modbus相應的組件，這樣很長一段內，該系統PC與主PLC就采用了

Modbus的通信。

前兩年開發組態軟件，所以西門子PPI協議順禮成章也就知道了，當然PC

與西門子采用PPI協議是最棒的，因為PLC中不需要寫一行代碼，也無需占用

程序和變量空間。所以之后Modbus被放棄了，轉而采用了PPI通信協議。

2、主PLC與從PLC的通信（無線電臺通信）

剛開始主PLC與從PLC采用自定義協議，最早在首鋼做實驗的時候，只有

四個從站，并且個數是唯一確定的，所以自定義協議用的很好，效率也很高；但

是項目推廣后，在其它現場有7個從站的，也有8個，9個的，不確定，并且從

站要分組，此外通信傳遞內容也更多了，不光位置信息、推焦電流、推焦、平煤

信號、連鎖信號都要傳遞，最后選擇了Modbus協議。

但是使用Modbus有幾個問題，第一西門子提供的ModbusSlave不支持廣播

命令，第二只提供了ModbusSlave程序，從PLC沒有什么問題，但是主PLC卻

沒有ModbusClient程序。

對第一個問題，沒有辦法，不支持就算了，只要一個個來寫。（注：后來的

某一天，西門子MicroWIN開發環境突然出bug了，竟然川軍的功效與作用 看到了部分的西門子

ModbusSlave源碼，我在此基礎上實現了可支持廣播的ModbusSlave代碼）。

對第二個問題，只好老老實實的用西門子PLC語句表命令開發Modbus

Client，只要實現3號和16號命令就可以了，還好，ModbusClient本身協議不

難，難在PLC的運行機制和PC程序不同，PLC是大循環掃描的，等待數據返

回時，不能直接等待，否則運行看門狗會超時，總之克服重重困難，終于開發出

穩定可靠的ModbusClient程序，直到現在，現場的PLC通信仍采用該方式。

附記：有人會問，為什么沒有采用PPI協議，PLC本身就支持主和從協議啊？

但太讓人遺憾的是，PPI協議通信節奏太快，目前還沒有無線電臺（普通工業用）

可以正常實現PPI協議通信。

該焦爐四大機車相關介紹，可以參見我以前寫的文章：

/tech/example/detail_?id=4055

相關專利

/C10B/2003/

我開發的Modbus控件介紹

/yefanqiu/archive/2005中國夢是什么意思 /11/20/

我開發的PPI控件介紹

/yefanqiu/archive/2005/11/18/

二、ABPLC擴展模塊ProSoftMVI56通信模塊（2005年11月）

在做濟鋼四車項目的時候，由于PLC采用的是ABRsLogix5000系列的

PLC，上面的端口不支持自由口編程，無法讀取我們定位標尺的數據，所以購買

了與其合作的ProSoft公司專門生產第三方模塊。ProSoft生產的模塊有很多

種，由于沒有經驗，很不幸，我們選擇的是MVI56的模塊，而這個模塊卻是全

部自由編程，不含有任何默認協議。

該模塊典型的就是一個嵌入式系統，相當一個帶三個串口的386的電腦，

操作系統為小型的DOS系統（TINYDOS），用C＋＋為其開發程序。

在開發完我們的紅外定位標尺的讀取程序后，順便也開發一個ModbusRtu

Client的程序，這樣AB的PLC可以直接和Modbus的設備進行通信了。

/yefanqiu/archive/2005/11/20/

三、隧道廣告影像系統（2004~2006）

隧道廣告影像系統的通信系統，采用12個通信子站（NetBoxII），剛開始

并沒有任何Modbus協議，直到有一天，客戶提出要控制節目播放的次序、次數

和播放時間，最后決定在地鐵隧道里，添加一個西門子PLC200系統，由于設備

早已安裝完成，不可能為PLC布一個五六百米的通信線路，只好利用原通信線

路，而最上層的通信為TCP，二年級好句摘抄 NetBoxII下一層才是485總線，所以NetBoxII當

仁不讓的成了通信橋的設備。

但是，問題來了，上位機PC如何通過TCP與基于485的PLC進行通信？

最后，決定西門子PLC中安裝ModbusRtuSlave程序，實現一個標準Modbus

設備，NetBoxII實現ModbusTcp到ModbusRtu的協議轉換。也就是說，在

NetBoxII中實現ModbusTcpSlave和ModbusRtuClient代碼。

這樣用BC3.0，DOS平臺下實現了ModbusTcp/Rtu協議轉換功能，實現了

上位機PC與PLC的通信的要求。

隧道廣告的相關介紹，可以參見我以前寫的文章：

/yefanqiu/archive/2006/08/16/

四、嵌入式組態系統（2006年1月~至今）

開發組態系統，自然而然的要實現各種通信協議的驅動，所以Modbus協議

的開發不在話下。

分別用EVC和VC實現了ModbusRtu/AscII/Tcp的Client通信協議驅動。

嵌入式組態系統的相關介紹，可以參見我以前寫的文章：

/yefanqiu/archive/2006/11/29/

/yefanqiu/archive/2006/11/19/

/yefanqiu/archive/2006/10/24/

五、LED影像系統（2006年12月~至今）

目前關于通信這塊代碼還沒有做，不過已決定用C#開發ModbusRtuClient

程序和單片機開發的硬件設備進行通信（單片機中實現ModbusRtuSlave，這部

分有專門的硬件工程師實現），通過Modbus的通信實現LED大屏各種參數的

配置。

LED系統相關介紹

/yefanqiu/archive/2007/05/28/

六、醫療系統（2007年6月~至今）

目前這部分正在做，除紅外通信板的ModbusRtuSlave用匯編實現外，其它

的都用C#語言實現。

七、ModbusRtu通信協議(3,16號命令)

1、讀取保持寄存器（單個和多個，以字為最小單位）

發送命令幀：

設備地址功能碼地址H地址L數據量H數據量LCRCHCRCL

Addr03HHoldStartDataNumCRC高位CRC低位

幀長度：8個字巴金的《家》 節

設備地址：1～247

功能碼：3H

數據地址：0～65535具體范圍與相關設備有關

數量：1～65535(2的16次)具體范圍與相關設備有關

校驗碼：CRC16校驗

返回命令幀：

設備地址功能碼數據量數據1數據NCRCHCRCL

Addr13H返回數據的字節數NData(1～N)CRC高位CRC低位

幀長度：5＋N個字節

設備地址：1～24充實的近義詞 7

功能碼：3H

數據量：實際的讀取數據數量

數據：返回數據的意義

a＝HoldStart

n=Data小米3路由器 Num－1

VWa（VB

a）

VWa（VB

a+1）

…VWa+n（VB

a+n）

VWa+n（VBa+n+1）

Data（1）Data(2)…Data(N-1)Data(N)

校驗碼：CRC16校驗

命令有誤：

1)沒有任何返回

2)返回異議幀

設備地址功能碼錯普法手抄報內容 誤信息CRCHCRCL

Addr183H一個字節的錯誤信息CRC高位CRC低位

2、設置保持寄存器（多個，以字為最小單位）

發送命令幀：

設備

地址

功能

碼

地址H地址L

數據量

H

數據量

L

數據字

節數

具體

數據

CRCHCRCL

Addr010HHoldStartDataNumbytN1～bytNCRC高位CRC低位

幀長度：9＋bytN個字節

設備地址：1～247

功能碼：10H

數據地址：0～65535具體范圍與相關設備有關

數量：1～122具體范圍與相關設備有關

字節數：設置的字節個數bytN=DataNum2

數據：具體的字節數據

校驗碼：CRC16校驗

返回命令幀：

設備地址功能碼地址H地址L數據量H數據量LCRCHCRCL

Addr110HHoldStartDataNumCRC高位CRC低位

幀長度：8個字節

設備地址：1～247

功能碼：10H

數據地址：0～65535具體范圍與相關設備有關

數量：1～122具體范圍與相關設備有關

校驗碼：CRC16校驗

命令有誤：

1）沒有任何返回

2）返回異議幀

地址功能碼錯誤信息CR韓信是怎么死的 CHCRCL

Addr190H一個字節的錯誤信息CRC高位CRC低位

八、一點總結

編寫通信相關的程序，其實協議和開發語言并不重要，重要的是對通信雙方

的通信設備的特點，性能要有充分了解，這樣才能開發出可靠，高效的通信程序。