GZCOM-NET網關1分鐘實現Modbus TCP轉RTU

隨著Modbus TCP和Modbus RTU兩種協議在工業現場設備的普及，要實現這兩種協議互轉的需求日益增加，GZCOM-NET可以實現該轉換功能，本文將詳細介紹轉換原理及使用。

▌原理概述

1. Modbus RTU/TCP協議簡介

Modbus通信協議具有多個變種，其中最著名的是Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP三種。在工業現場一般都是采用Modbus RTU協議。與ModbusRTU協議相比較，ModbusTCP協議則是在RTU協議上加一個MBAP報文頭，并且由于TCP是基于可靠連接的服務，RTU協議中的CRC校驗碼就不再需要，兩者幀格式差異如圖1所示。

圖1

1.1 ModbusRTU

● Modbus RTU數據幀(ADU)由地址+PDU+校驗組成，物理層為串口，包括RS232、RS422、RS485。

1.2Modbus TCP

● Modbus TCP數據幀(ADU)由MBAP+PDU組成，物理層為以太網接口；

● MBAP：報文頭，長度7個字節。

1.3Modbus RTU/TCP共同點

● Modbus TCP和Modbus RTU數據幀中的PDU部分是相同的；

● PDU: 協議數據單元(Protocol Data Unit)，由功能碼+數據組成。功能碼是一個字節，數據長度不定，由具體功能碼的具體功能決定。

2. Modbus RTU轉Modbus TCP

Modbus RTU數據幀轉為Modbus TCP數據幀過程為取出協議數據單元（PDU），并且加入報文頭部（MBAP），將附加地址對應到報文頭部的單元標識符，如圖2所示。

圖2

● 增加了報文頭部，并且去掉了附加地址和差錯校驗；

● 事務處理標識：可以理解為報文的序列號，一般每次通信后就要加1以區別不同的通信數據報文，由客戶端生成，應答時復制該值；

● 協議標識符：表示Modbus TCP協議，由客戶端生成，應答時復制該值；

● 長度：表示該字節后面的數據長度，單位為字節；

● 單元標識符：設備地址，由客戶端生成，應答時復制該值。

3. Modbus TCP轉Modbus RTU

Modbus TCP數據幀轉為Modbus RTU數據幀過程為取出協議數據單元（PDU），并且加入附加地址和差錯校驗，將報文頭部的單元標識符對應到附加地址，如圖3所示。

圖3

● 單元標識符作為附加地址；

● 增加差錯校驗。

▌網關實現轉換

1. Modbus RTU Master(RS485/RS232) 轉 Modbus TCP Slave

該轉換可實現用戶終端作為Modbus TCP從機，數據采集中心作為Modbus RTU主機。網關實現Modbus RTU和Modbus TCP兩種數據的轉換，使用RS485/RS232接口與Modbus RTU主站通信，使用TCP Client與Modbus TCP從站通信，如圖4所示。

圖4

1.1 網關協議轉換配置

以RS485為例，打開網關網頁左邊欄，選擇【協議轉換】，在轉換選擇頁面里選擇【Modbus RTU Master(RS485) 轉 Modbus TCP Slave】，然后點擊【保存】，如圖5所示。

圖5

1.2 網關TCP Client配置

打開網關網頁左邊欄，選擇【網絡配置】，在網絡配置面里選擇【TCP/UDP Client】，配置客戶端參數，然后點擊【保存】，如圖6所示。

圖6

1.3 RS232/RS485配置

打開網關網頁左邊欄，選擇【RS232/RS485配置】，在網絡配置面里選擇【RS485】，配置串口參數，然后點擊【保存】，如圖7所示。

圖7

1.4 模擬主/從機配置

用PC打開Modbus模擬軟件，創建Modbus RTU主機和Modbus TCP從機，如圖8所示。

圖8

1.5 結果展示

Modbus RTU主機寫入Modbus TCP從機的寄存器成功，并且讀取Modbus TCP從機寄存器值成功，如圖9所示。

圖9

2. Modbus TCP Master 轉 Modbus RTU Slave

該轉換可實現傳感器作為Modbus RTU從機，數據采集中心作為Modbus TCP主機。GZCOM-NET作為Modbus TCP和Modbus RTU兩種數據的轉換網關，使用TCP Server與Modbus TCP主站通信，使用RS485或RS232接口與 Modbus RTU從站通信，如圖10所示。

圖10

2.1 網關協議轉換配置

打開網關的網頁配置頁面左邊欄，選擇【協議轉換】，在轉換選擇頁面里選擇【Modbus TCP Master轉Modbus RTU Slave】，然后點擊【保存】，如圖11所示。

圖11

2.2 網關TCP Server配置

打開網關網頁左邊欄，選擇【網絡配置】，在網絡配置面里選擇【TCP Server】，配置服務器參數，然后點擊【保存】，如圖12所示。

圖12

2.3 RS232/RS485配置

RS232/RS485配置方法Modbus RTU Master(RS485/RS232) 轉 Modbus TCP Slave一樣。

2.4 模擬主/從機配置

用PC打開Modbus模擬軟件，創建Modbus TCP主機和Modbus RTU從機，如圖 13所示。

圖13

2.5 結果展示

Modbus TCP主機寫入Modbus RTU從機的寄存器成功，并且讀取Modbus RTU從機寄存器值成功，如圖14所示。

圖14