1、ISCS與子接口協(xié)議版本：V1.1南京南瑞集團公司修訂記錄版本日期起草審閱交叉審閱備注V1.02010-07-27陸艮峰初稿1通信接口基于以太網(wǎng)的MODBUSTCP/制、議ISCS系統(tǒng)的FEP前端處理器配置為主機，子系統(tǒng)的通訊設(shè)備配置為從機ISCS系統(tǒng)每500ms向子系統(tǒng)發(fā)送一次輪詢報文。2MODBUSTCP/IP協(xié)議協(xié)議概述MODBUTCP/IP協(xié)議在應(yīng)用層采用MODBUS息定義，在傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層采用TCP/IP,用于以太網(wǎng)通訊。MODBUSCP/IP協(xié)議和OSI各層之間的對應(yīng)關(guān)系由下列圖表?。篗odjusTPEthernetnmd8023圖片來源于MODBUS.org參考OSI模型的應(yīng)用層

2、模型19世紀70年代MODBUS議初次發(fā)布，至今已經(jīng)在工業(yè)自動化領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。MODBUS議獲取簡便訪問schneiderautomation,且便于實現(xiàn)。MODBUS、議本身沒有變化，但對報文的發(fā)送方式和速率作了改變，以滿足工業(yè)應(yīng)用的實時性需求。MODBUS/TCP此產(chǎn)生。MODBUSTCP/I就是簡單地將MDOBUS嵌入至UTCP幀中。TCP/IP的請求/應(yīng)答機制能和MODBUS身的主/從機制很好的配合工作。報文格式組成標準MODBUSTCP/IP報文格式組成：報頭功能碼數(shù)據(jù)報頭描述:字段客戶端服務(wù)端事務(wù)標識由客戶端初始化服務(wù)端從接收到的請求中拷貝協(xié)議標識由客戶端初始化服務(wù)端從接收到的請求

3、中拷貝長度由客戶端初始化服務(wù)端初始化（應(yīng)答）單元標識由客戶端初始化服務(wù)端從接收到的請求中拷貝事務(wù)標識:用于事務(wù)配對。MODBUS務(wù)端在應(yīng)答時拷貝來自客戶端請求的事務(wù)標識。請求和應(yīng)答通過事務(wù)標識相對應(yīng)。因此，在同一時間，TCP!接的事務(wù)標識必須是唯一的。有幾種方式應(yīng)用事務(wù)標識。比方簡單計數(shù)“TCFW；序號”，每次請求時加1。協(xié)議標識：用于系統(tǒng)內(nèi)的多元標識。MODBUS議用0標識。長度：長度字段以字節(jié)計數(shù)，包括單元標識和數(shù)據(jù)字段。單元標識：該字段用于系統(tǒng)內(nèi)路由。具典型應(yīng)用為請求和服務(wù)器應(yīng)答報文返回值在該字段值必須相同。在某些情況下，單元標識攜帶遠程設(shè)備的MODBUS機地址。但在TCP/IP層，MO

4、DBU服務(wù)端用其IP地址尋址，因此MODBUS元標識就沒有實際意義。此時該字段值為0 xFF。順序號的應(yīng)用：?對于每個信息,MODBUSMASTER（ISCSFEP）給MODBUSSLAVED系統(tǒng)）初始化/制造順序號；?MODBUSSLAVE?（系統(tǒng)）的響應(yīng)信息應(yīng)使用從MODBUSMASTER（ISCSFEP）出的相同的順序號；?ISCSFEP應(yīng)確認從子系統(tǒng)收到的順序號與之前發(fā)送給子系統(tǒng)的順序號相同；ISCSFE硼加順序號數(shù)值的原則：?順序號應(yīng)用兩個字節(jié)來儲存；?順序號的范圍應(yīng)是（0-65535）或（0 x0000toOxFFFF）;?順序號的初始數(shù)值應(yīng)是0;?對于每個發(fā)出的信息，包括用于正常

5、輪詢、故障輪詢、重試信息或控制，ISCSFEP應(yīng)把順序號數(shù)值增加1;?如果ISCSFEP發(fā)現(xiàn)子系統(tǒng)的響應(yīng)信息的順序號有錯誤，應(yīng)不理會該信息，并宣布通訊狀態(tài)欠佳。2.3報文詳述本文中定義的寄存器地址將根據(jù)子系統(tǒng)供給商最終提供的IO點類表作相應(yīng)的修改。功能碼0 x04(讀輸入寄存器)例如：ISCS向子系統(tǒng)發(fā)送查詢幀，獲取子系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài):Description描述Size(Byte)長度字節(jié)Definition含義Header報頭TransactionIdentifier事務(wù)標2TCPSEQUENCENUMBERTCO號識ProtocolIdentifier協(xié)議標識20 x0000ModbusTcp

6、為0Length長度20 x0006UnitIdentifier單元標識10 xFFModbusTcp總為0 xFFModbusDataFunctionCode功能碼10 x04Modbus數(shù)據(jù)StartingAddress起始地址20 xXXXX(根據(jù)實際情況定義)NumberofRegisters寄存器數(shù)量2N最大為125個寄存器子系統(tǒng)向ISCS返回響應(yīng)Description描述Size(Byte)長度字節(jié)Definition含義Header報頭TransactionIdentifier事務(wù)標識2TCP順序號從客戶端請求中拷貝ProtocolIdentifier協(xié)議標識20 x0000從客

7、戶端請求中拷貝Length長度22*N+3UnitIdentifier單元標識10 xFFModbusDataFunctionCode功能碼10 x04Modbus數(shù)據(jù)ByteCount字節(jié)個數(shù)12*NN最大為125個寄存器子系統(tǒng)發(fā)送到ISCS的數(shù)據(jù)如果超過125個寄存器，ISCS可以輪詢多次。Data(asrequested)請求的數(shù)據(jù)2*N0 xXXXX根據(jù)實際點表定義注：本表中N、X出現(xiàn)的部分將根據(jù)實際點表定義。2.3.2功能碼0 x10(預置多寄存器)例如：ISCS向子系統(tǒng)發(fā)送信息：Description描述Size(Byte)長度字節(jié)Definition含義Header報頭Trans

8、actionIdentifier事務(wù)標識2TCPSEQUENCENUMBERT則號ProtocolIdentifier協(xié)議標識20 x0000Length長度22*N+7最大為125個寄存器UnitIdentifier單元標識10 xFFModbusDataModbus數(shù)據(jù)FunctionCode功能碼10 x10WriteStartingAddress寫起始地址20 xXXXX根據(jù)實際點表定義NUMBEROFREGISTERS存器個數(shù)2N最大為125個寄存器ByteCount字節(jié)個數(shù)12*NN最大為125個寄存器子系統(tǒng)發(fā)送到ISCS的數(shù)據(jù)如果超過125個寄存器，ISCS可以輪詢多次。Data

9、數(shù)據(jù)2*N0 xXXXX根據(jù)實際點表定義子系統(tǒng)向ISCS返回響應(yīng):Description描述Size(Byte)Definition含義Header報頭TransactionIdentifier事務(wù)標識2TCP順序號從客戶端請求中拷貝ProtocolIdentifier協(xié)議標識20 x0000從客戶端請求中拷貝Length長度20 x0006UnitIdentifier單元標識10 xFF從客戶端請求中拷貝ModbusDataFunctionCode功能碼10 x10Modbus數(shù)據(jù)WriteStartingAddress寫起始地址20 xXXXX和客戶端請求地址一致NUMBEROFREGIS

10、TERS存器個數(shù)2N和客戶端請求寄存器數(shù)一致注：本表中N、X出現(xiàn)的部分將根據(jù)實際點表定義。異常處理異常處理的目的是：當通訊故障時，向客戶端提供與故障相關(guān)的信息?響應(yīng)功能碼=請求功能碼+0 x80;?錯誤功能碼用于提示錯誤原因。目前使用的異常碼是：01,02,03和04異常碼名稱含義01ILLEGALFUNCTIAON服務(wù)端不支持請求報文所要求的功能。原因可能是：此功能僅僅適用于新型設(shè)備，當前使用的設(shè)備不具備此功能。此功能碼也說明：服務(wù)端（從站）處于故障狀態(tài)，無法處理客戶端請求。比方，服務(wù)端尚未被初始化，就被要求返回數(shù)據(jù)。02ILLEGALADDRESS服務(wù)端不支持請求報文中數(shù)據(jù)地址。在某些特定

11、條件下，數(shù)據(jù)個數(shù)和數(shù)據(jù)長上度有可能不對應(yīng)，從而產(chǎn)生此錯誤。如果一個控制器總共有100個寄存器。客戶端請求數(shù)據(jù)包中，如果寄存器的起始地址是96,數(shù)據(jù)長度為4,這是允許的。但是，如果寄存器的起始地址是96,數(shù)據(jù)長度是5,異常發(fā)生。因為，96+5=101,已經(jīng)超過了控制器最大寄存器的數(shù)量。03ILLEGALDATAVALUE服務(wù)端發(fā)現(xiàn)：客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)中，包含有無效數(shù)據(jù)。此異常說明：服務(wù)端接收到的數(shù)據(jù)包含錯誤。此異常并不一定意味著：服務(wù)端接收的數(shù)據(jù)包中的，某個數(shù)據(jù)越限。因為，Modbus協(xié)議對特定寄存器的含義不作處理。04SLAVEDEVICEFAILURE當服務(wù)端執(zhí)行相應(yīng)的功能時：發(fā)生了無法恢復的

12、錯誤。功能碼0 x04（讀輸入寄存器）異常響應(yīng)例如：ISCS向子系統(tǒng)發(fā)送查詢幀，獲取子系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài):Description描述Size（Byte）長度字節(jié)Definition含義Header報頭TransactionIdentifier事務(wù)標識2TCPSEQUENCENUMBERTCO號ProtocolIdentifier協(xié)議標識20 x0000ModbusTcp為0Length長度20 x0006UnitIdentifier單元標識10 xFFModbusTcp總為0 xFFModbusDataModbus數(shù)據(jù)FunctionCode功能碼10 x04StartingAddress起始地址2

13、0 xXXXX(假設(shè)起始地址+寄存器數(shù)量超出了服務(wù)端的最大地址)NumberofRegisters寄存器數(shù)量2N最大為125個寄存器子系統(tǒng)向ISCS返回異常響應(yīng)Description描述Size(Byte)長度字節(jié)Definition含義Header報頭TransactionIdentifier事務(wù)標識2TCP順序號從客戶端請求中拷貝ProtocolIdentifier協(xié)議標識20 x0000從客戶端請求中拷貝Length長度20 x03UnitIdentifier單元標識10 xFFModbusDataModbus數(shù)據(jù)FunctionCode功能碼10 x84響應(yīng)功能碼IllegalFunc

14、tionCode錯誤功能碼10 x02非法地址，詳見異常碼表注：本表中N、X出現(xiàn)的部分將根據(jù)實際點表定義。功能碼0 x10(預置多寄存器)異常響應(yīng)例如：ISCS向子系統(tǒng)發(fā)送信息：Description描述Size(Byte)長度字節(jié)Definition含義Header報頭TransactionIdentifier事務(wù)標識2TCPSEQUENCENUMBERT則號ProtocolIdentifier協(xié)議標識20 x0000Length長度22*N+7N最大為125個寄存器UnitIdentifier單元標識10 xFFModbusDataModbus數(shù)據(jù)FunctionCode功能碼10 x10WriteStartingAddress寫起始地址20 xXXXX6區(qū)設(shè)起始地址+寄存器數(shù)量超出了服務(wù)端的最大地址)NUMBEROFREGISTERS存器個數(shù)2N最大為125個寄存器ByteCount字節(jié)個數(shù)12*NN最大為125個寄存器Data數(shù)據(jù)2*N0 xXXXX根據(jù)實際點表定義子系統(tǒng)向ISCS返回異常響應(yīng)Description描述Size(Byte)長度字節(jié)Definition含義Header報頭Transac