在工业自动化系统中，Modbus协议作为最经典的现场通信标准之一，凭借结构清晰、兼容性强的特点，广泛应用于控制器、传感器及监控系统之间的数据交互。本文将简要说明联诚科技LicOS PLC/PAC在作为Modbus服务器时的地址结构与通信机制，帮助开发者和集成商快速理解与部署系统。
基本功能与意义
在LicOS PLC/PAC中，Modbus地址的作用主要体现在以下四个方面：
数据标识与定位
每个地址对应PLC内部的特定数据区域，如线圈、输入寄存器、保持寄存器等。通过地址，客户端可以准确访问或修改目标数据。
数据交互与通信
客户端通过读写特定地址完成与PLC的实时通信，实现数据采集与控制命令的下发。
设备互联与兼容
清晰的地址规则使LicOS设备能与其他支持Modbus协议的系统实现无缝互联。
系统配置与维护便利
明确的地址映射可降低系统调试与后期维护的复杂度，提高项目实施效率。
Modbus通讯格式有三种，这是根据物理层/传输层而做的适配。根据TCP等传输层协议的特点，Modbus摇身一变，就成为了ModbusTCP，使用RS485、RS232等串行物理层协议，Modbus就形成了ModbusRTU和ModbusASCII。
本教程基于以下开发条件：
软件：
Smart Control V5.0、Modbus Toolkit 5、SCOMM
网络拓扑：
Modbus TCP
Modbus TCP协议的数据格式由三部分组成：MBAP + 功能码 + 数据。
其中 MBAP 含四个字段：事务标识符、协议标识符、长度、单元标识符。
事务标识符（2字节）：表示数据序号，每发送一次数据可自增或保持不变；
协议标识符（2字节）：固定为00；
长度（2字节）：表示后续数据的长度；
单元标识符：相当于串行从机地址。
示例：从机返回数据 0001 0000 0005 03 04 02 0006
其中 0001 为消息序号，0000 表示Modbus TCP协议，0005 为后续数据长度，03 为单元标识符，04 为功能码，02 表示数据长度为2字节，0006 为寄存器数据。
1. 报文头MBAP
MBAP为报文头，长度为7字节，组成如下：
报文格式
报文格式解释
从机返回响应数据：
从机返回响应数据结构图
2. 帧结构PDU
帧结构PDU由功能码+数据组成。功能码为1字节，数据长度不定，由具体功能决定。
功能码
Modbus的操作对象有四种：线圈、离散输入、保持寄存器、输入寄存器。
功能码解释
根据对象的不同，Modbus的功能码有：
功能码类型
3. 服务器配置
PLC/PAC作为ModbusTCP服务器，有以下几个参数，如下图所示：
ModbusTCP服务器配置
l Base Info Config-基本信息
Enable or Disable：TRUE启用PLC的 ModbusTCP从站功能：FALSE关闭PLC的ModbusTCP从站功能。
Port ID：端口号。
Max Connection：最大连接数量。
l Filter Info Config-过滤信息
Enable Filter：TRUE启用IP过滤功能，FALSE关闭IP过滤功能。
Mask：允许接入的客户端所处网段的子网掩码。
Start IP：允许接入的客户端所处网段的起始IP。
End IP：允许接入的客户端所处网段的结束IP。
l Clients Info：连接信息，连接数量及IP信息
Nummber ofclient：已经接入的客户端数量。
IP ofclient：当有多个客户端接入时，轮询显示接入客户端的IP、端口信息，显示格式如下图所示。
接入设备IP信息
4. 0x01：读多个线圈
在从站中读1~2000个连续线圈状态，ON=1，OFF=0
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 数据长度 数据（一个地址的数据为1位）
如：在从站0x01中，读取开始地址为0x0000的线圈数据，读0x0008位
00 02 00 00 00 06 01 01 00 00 00 08
回：数据长度为0x01个字节，数据为0x01，第一个线圈为ON，其余为OFF
00 02 00 00 00 04 01 01 01 01
00000001
读多个线圈
5. 0x02：读多个离散量输入
在从站中读1~2000个连续的离散量输入状态
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 数量H 数量L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 数据长度 数据（长度：9+ceil（数量/8））
如：从地址0x0000开始读0x0008个离散量输入
00 03 00 00 00 06 01 02 00 00 00 08
回：数据长度为0x01个字节，数据为0x01，第一个离散量输入为ON，其余为OFF
00 03 00 00 00 04 01 02 01 01
00000001
读多个离散量输入
6. 0x03：读多个保持寄存器
在从站中读保持寄存器连续块的内容
请求：MBAP 功能码 起始地址H 起始地址L 寄存器数量H 寄存器数量L（共12字节）
响应：MBAP 功能码 数据长度 寄存器数据(长度：9+寄存器数量×2)
如：起始地址是0x0000，寄存器数量是 0x0003
00 04 00 00 00 06 01 03 00 00 00 03
回：数据长度为0x06，第一个寄存器的数据为0x05，第二个寄存器的数据为0x06，其余为0x00
00 04 00 00 00 09 01 03 06 00 05 00 06 00 00
5,6,0
读多个保持寄存器
7. 0x04：读多个输入寄存器
在从站中读1~2000个连续输入寄存器
请求：MBAP功能码 起始地址H起始地址L寄存器数量H寄存器数量L（共12字节）
响应：MBAP功能码 数据长度 寄存器数据（长度：9+寄存器数量×2）
如：读起始地址为0x0000，数量为0x0005的寄存器数据
00 05 00 00 00 06 01 04 00 00 00 05
回：数据长度为0x0A，第一个寄存器的数据为0x0B，第一个寄存器的数据为0x16，其余为0x00
00 05 00 00 00 0D 01 04 0A 00 0B 00 16 00 00 00 00 00 00
11,22,0,0,0
读多个输入寄存器
8. 0x05：写单个线圈
在从站中的一个输出写成ON或OFF
请求：MBAP功能码 输出地址H输出地址L输出值H输出值L（共12字节）
响应：MBAP功能码 输出地址H输出地址L输出值H输出值L（共12字节）
如：将地址为0x0003的线圈设为ON
00 07 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
回：写入成功
00 07 00 00 00 06 01 05 00 03 FF 00
TRUE
写单个线圈
9. 0x06：写单个保持寄存器
在从站中写一个保持寄存器
请求：MBAP功能码寄存器地址H寄存器地址L寄存器值H寄存器值L（共12字节）
响应：MBAP功能码寄存器地址H寄存器地址L寄存器值H寄存器值L（共12字节）
如：向地址是0x0000的寄存器写入数据0x000A
00 08 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
回：写入成功
00 08 00 00 00 06 01 06 00 00 00 0A
10
写单个保持寄存器
10. 0x10：写多个保持寄存器
在一个远程设备中写连续寄存器（1~123个寄存器）
请求：MBAP功能码起始地址H起始地址L寄存器数量H寄存器数量L字节长度寄存器值（13+寄存器数量×2）
响应：MBAP功能码起始地址H起始地址L寄存器数量H寄存器数量L（共12字节）
如：向起始地址为0x0000，数量为0x0001的寄存器写入数据，数据长度为0x02，数据为0x000F
00 00 00 00 00 09 01 10 00 00 00 01 02 00 0F
回：写入成功
00 00 00 00 00 06 01 10 00 00 00 01
1
写多个保持寄存器
11. 0x0F：写多个线圈
将一个从站中的一个线圈序列的每个线圈都强制为ON或OFF，数据域中置1的位请求相应输出位ON，置0的位请求响应输出为OFF
请求：MBAP功能码起始地址H起始地址L输出数量H输出数量L字节长度输出值H输出值L
响应：MBAP功能码起始地址H起始地址L输出数量H输出数量L
如：将地址为0x0000、0x0002的线圈设为ON，0x0001的线圈为OFF
00 01 00 00 00 08 01 0F 00 00 00 03 01 05
回：写入成功
00 01 00 00 00 06 01 0F 00 00 00 03
3
写多个线圈
Modbus RTU
Modbus RTU 数据包通常由 从站地址、功能码、数据和差错校验 组成。
例如，主机发送的数据包为：06 03 00 50 00 04 45 AF。
其中：
06 为从站地址；
03 为功能码，表示读取保持寄存器；
0050 为起始寄存器地址；
0004 表示读取 4 个字的数据；
45AF 为 CRC 校验码，用于检测数据传输是否出错。
1. 帧结构
帧结构 = 地址 + 功能码 + 数据 + 校验
地址：占用一个字节，范围0-255，其中有效范围是1-247，其他有特殊用途，比如255是广播地址(广播地址就是应答所有地址，正常的需要两个设备的地址一样才能进行查询和回复)。
功能码：占用一个字节，功能码的意义就是，知道这个指令是干啥的，比如可以查询从机的数据，也可以修改数据，所以不同功能码对应不同功能。
数据：根据功能码不同，有不同结构，在后续的实例中有说明。
校验：为了保证数据不错误，增加这个，然后再把前面的数据进行计算看数据是否一致，如果一致，就说明这帧数据是正确的，再回复；如果不一样，说明这个数据在传输的时候出了问题，数据不对的，所以就抛弃了。
主机查询数据：
主机查询数据结构图
2. 功能码
根据对象的不同，Modbus的功能码有：
功能码类型
根据对象的不同，Modbus的功能码有：
功能码类型
3. 服务器配置
PLC/PAC作为ModbusRTU服务器，有以下几个参数，如下图所示：
ModbusRTU服务器参数
基本配置
是否启用：值为TRUE表示ModbusRTU通道开启；值为FALSE表示ModbusRTU通道关闭，默认值为FALSE。
从站地址：PLC/PAC作为ModbusRTU从站时的地址编号，取值范围为1-247。
串口配置
COM端口：PLC/PAC作为ModbusRTU从站时的通信端口，默认值为1，取值范围为1-4，分别对应CPU单元的串口号为1-4的串口，各串口的管脚定义请参阅《PLC/PAC可编程逻辑控制器硬件手册》。
波特率：ModbusRTU通信时的传输速率，取值范围为1200-115200bps，建议使用9600bps，默认值也为9600bps。
奇偶校验：ModbusRTU通信时的数据校验方式，支持奇校验（ODD）、偶校验（EVEN）、无校验（NONE）三种数据校验方法，默认为偶校验EVEN。
数据位：ModbusRTU通信时的数据位长度，支持5、6、7、8位数据长度，默认为8位数据位。
停止位：ModbusRTU通信时的停止位长度，支持1、2位停止位长度，默认为1位停止位长度。
4. 0x01：读多个线圈
作用：读从机线圈寄存器，位操作，可读单个或多个；
发送指令：从机地址：0x01，寄存器开始地址：0x0000，共读取8个线圈。发送命令如下：
TX：01 01 00 00 00 08 3D CC
响应：返回数据每一位的对应的线圈状态，1表示ON，0表示OFF；
RX：01 01 01 07 10 4A
5. 0x02：读多个离散输入
读从机离散输入寄存器，位操作，可读单个或多个；
发送指令：从机地址：0x01，寄存器开始地址：0x0000，共读取8个输入。发送命令如下：
TX：01 02 00 00 00 08 79 CC
响应：返回数据每一位的对应输入的状态，1表示ON，0表示OFF；
RX：01 02 01 10 A0 44
6. 0x03：读多个保持寄存器
作用：读从机保持寄存器，字节操作，可读单个或多个；
发送指令：从机地址：0x01，寄存器开始地址：0x0000，共读取1个寄存器。发送命令如下：
TX：01 03 00 00 00 01 84 0A
响应：返回数据。
RX：01 03 02 00 0F F8 40
7. 0x04：读多个输入寄存器
作用：读从机输入寄存器，字节操作，可读单个或多个；
发送指令：从机地址：0x01，寄存器开始地址：0x0000，共读取1个寄存器。发送命令如下：
TX：01 04 00 00 00 01 31 CA
响应：返回数据。
RX：01 04 02 00 0F F9 34
8. 0x05：写单个线圈
作用：写单个线圈，位操作，只能写一个，写0xFF00表示线圈为ON，写0x0000表示线圈为OFF；
发送指令：从机地址：0x01，设置线圈0x0000为ON。发送命令如下：
TX：01 05 00 00 FF 00 8C 3A
响应：同发送数据。
9. 0x06：写单个保持寄存器
作用：写单个保持寄存器，字节操作，只能写一个；
发送指令：从机地址：0x01，设置线圈0x0000为0x2193。发送命令如下：
TX：01 06 00 00 21 93 D1 F7
响应：同发送数据。
10. 0x10：写多个保持寄存器
作用：写多个保持寄存器，字节操作，可写多个；
发送指令：从机地址：0x01，寄存器地址0x0000，写2个寄存器4个字节数据。发送命令如下：
TX：01 10 00 00 00 02 04 00 08 00 09 B2 6B
响应：返回数据。
RX：01 10 00 00 00 02 41 C8
LicOS PLC/PAC作为Modbus服务器，具备完整的Modbus TCP与RTU通信能力。其地址映射清晰，功能码覆盖全面，支持工业现场常见的数据读写需求。
在实际部署时，建议结合具体网络环境与设备性能，合理配置连接数、串口参数及IP过滤策略，以保障通信的实时性与安全性。
