ModBus通讯规约(三明)
RS485Modbus_RTU
通
讯
规
约
中华人民共和国制造计量器具许可证
量制闽字(89)04000117
三明市无线电八厂
厂址：福建三明市列东街梅岭新村24幢邮编：365000 电话：0598-******* 8254468 8244496 传真：8259496
Modbus_RTU通讯规约
（本协议采用主从问答方式）
一、Modbus通讯协议概述
Modbus通讯规约允许TDS系列仪表/变送器与施耐德、西门子、AB、GE等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器（PLC）、RTU、SCADA系统、DCS或与第三方具有Modbus兼容的监控系统之间进行信息交换和数据传送。
TDS系列仪表/变送器只要简单地增加一套基于计算机（或工控机）的监控软件（如：组态王、Intouch、iFIX、synall等）就可以构成一套工况监控系统。
1、广泛的系统集成
TDS系列仪表/变送器提供了标准的RS-485/422通讯接口及ModBus通讯协议，这个通讯协议已广泛被国内外工控行业作为系统集成的标准。
2、通讯数据的类型及格式
●信息传输为异步方式，并以字节为单位。主站和从站之间传递的通讯信息为
1：10位格式：（1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验）
2：11位格式：（1位起始位，8位数据位，2位停止位，无奇偶校验）
3：11位格式：（1位起始位，8位数据位，1位停止位，1位奇校验）
4：11位格式：(1位起始位，8位数据位，1位停止位，1位偶校验)
仪表出厂按第2种方式，11位格式：（1位起始位，8位数据位，2位停止位，无奇偶校验），设置方法参看详细的使用说明书。仪表无此项设置参数为第2种方式。
发送数据之前要求数据总线静止时间(即无数据时间)大于3.5个字节，可以通过传
输波特率计算（9600bps约为5ms），信息帧中表示为起始结构(T1–T2–T3–T4),T1、T2、T3、T4分别代表一个字节的静止时间。当最后一个字节传输完，数据总线静止时间(即无数据时间)还需大于3.5个字节后，才可以开始发送新的数据，信息帧中表示为停止结构(T1–T2–T3–T4)。一条完整的信息帧必须是连续的信息流，字节间的间隔时间小于1.5个字节。
TDS系列仪表/变送器收到完整的信息帧后延时250ms左右将数据连续送出，当收到本机地址码、正确的功能码后，但无法接收全后面的完整数据信息帧则在2秒左右后回复初始接收状态。
★注：1、1个字节由8位二进制数组成（既8 bit）。
2、ModBus是Modicon公司的注册商标。
3、“从机”在本文件中既为TDS系列仪表/变送器。
二、通讯信息传输过程
当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，在CRC校验无误情况下，从机地址与地址码相符的从机接收通讯命令（TDS系列仪表/变送器以本机的地址码和功能码2个字节作为同步字），并根据功能码及相关要求处理信息，执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。如果CRC校验出错就不返回任何信息。
TDS系列仪表/变送器Modbus协议的数据地址表中数据地址使用直接地址，在组态软件中通讯口可选用莫迪康(Modicon)PLC的RTU，对应的地址如下：
02 功能Read Input Status，10001对应0000H。
03 功能Read Holding Registers，40001对应0000H地址。
05 功能Force Single Coil，00001对应0000H地址。
06 功能Preset Single Register，40001对应0000H地址。
10 功能Preset Multiple Registers，40001对应0000H地址。
但组态软件产生的通讯报文都是直接地址，与功能码说明中的报文是一致的。
如：TDS-0400~6400智能数字温度巡检控制仪中的数据地址表中
读或写寄存器：如地址0000H~003FH对应40001~40064。
读开关量：如地址0400H~043FH对应11025~11088，0440H~047FH对应11089~11152。写开关量：如地址0300H~033FH对应00769～00832。
1、地址码
地址码是每次通讯信息帧的第一字节（8位），从01H到FFH。每个从机都必须有
唯一的地址码，仪表说明书中将这唯一的地址码称为“从机号”或“从机地址”。所有地址的从机都将接收由主机发送来的信息，只有符合地址码的从机才响应要求，回送信息。当从机回送信息时，回送数据均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机返回的地址码表明回送的从机地址。
2、功能码
是每次通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus通讯规约可定义的功能码为0到127。TDS系列仪表/变送器仅用到其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。
3、数据区
数据区包括需要由主机发送、从机回送何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据（如：开关量、模拟量、仪表参数设置值等）或参考地址等。如：主机通过功能码03告诉从机返回单路或多路工况数据寄存器的值或“单路或多路控制/报警设置值（包括要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度等），则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。对于不同型号的仪表/变送器，寄存器地址和数据信息都不相同（见数据地址表）。
●功能码03 HEX、06 HEX、10 HEX读取或写“寄存器”，每个地址为一个寄存器，一个寄存器为16位（2 字节）的二进制数据（整型），高位在前、低位在后，最高位为符号位，其后15位数据位。（如1500D →05DCH；-500D →81F4H）。
数据地址表如果不作特别说明，则数据的通用转换方法为：
小数点在十位，仪表回送的工况数据都是整数，上位机如果转换为实型，可以除十处理，如果转换成字符串型，可以直接将小数点插入在十位。
如1：工况温度值=60.0，小数点在十位
25816 = 00000010010110002
仪表回送数据=600
10 =
如2：温度值=-60.0，小数点在十位
仪表回送数据=-600
825816 = 10000010010110002
10 =
小数点在百位，如果转换为实型，可以除百处理，如果转换成字符串型，可以直接将小数点插入在百位。
●功能码02 HEX、05 HEX读/写开关量，数据都为开关量，每个地址为一个位，以bit 位为单位。从机数据返回是以bit 位为单元的二进制数组成（即8 bit 为1个字节）多字节数据。
TDS响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据为多字节开关量数据或模拟量数据。
三、Modbus功能码介绍
以64路TDS仪表为例作如下说明
1、功能码02 HEX：读开关量
开关量状态：1为ON，0为OFF。
例如：从机其中的48路开关量设定数据（内容：10110001B(1-8路由右到左)，01110011B，10100110B,11111011B,00010101B,11001101B），主机要读取从机地址为01的从机第3路到第22路巡检状态开关量设置数据，数据地址为0302H开始20bit 位（内容：11101100B，10011100B，XXXX1001B）。（未参加巡检时，该路数的开关量数据0）
主机发送的报文格式
从机（TDS）响应返回的报文
2、功能码03 HEX：读多路寄存器
例如：从机地址01的工况数据值（仪表测量到的数据，如温度、压力等）如下表，
0000H）
主机要读取从机地址为01，数据地址为0000H开始的3路工况数据。
从机（TDS）响应返回的报文格式
3、功能码05 HEX：写开关量
数据FF00H为ON，数据0000H为OFF。
例如：主机要设置从机地址为01的从机第9路参加巡检（数据FF00H代表ON该路参加巡检；数据0000H代表OFF该路不参加巡检）。
4、功能码06 HEX：写单路寄存器
主机利用这个功能码把单路二进制控制/报警设置数据保存到从机的数据存储器中去（寄存器）。例如：主机要把04B0H保存到从机第6路上上限寄存器中去（从机地址码为01）。通讯数据保存结束后，TDS表内第6路上上限为04B0H：主机发送数据地址和数据为：
主机发送的报文格式
从机（TDS）响应返回的报文格式
5、功能码10 HEX：写多路寄存器
主机利用这个功能码把多路二进制控制/报警设置数据保存到从机的数据存储器中去（寄存器）。例如：主机要把04B0H，保存到从机第1路上限寄存器中去；1388H保存到从机第2路上限寄存器中去（从机地址码为01）。通讯数据保存结束后，TDS表内第1路上限为04B0H；、第2路上限为1388H：
主机发送数据地址和数据为
主机发送的报文格式
从机（TDS）响应返回的报文格式
四、错误校验码（CRC校验）
主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。
MODBUS通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。CRC 码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。接收信息的设备（从机）再重新计算接收到信息的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。
在进行CRC计算时只用8个数据位，起始位、停止位和奇偶校验位都不参与CRC 计算。
CRC码的计算方法
1、预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1）；称此寄存器为CRC寄存
器；
2、把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC 寄存器
的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器；
3、把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查最低位（LSB
位被提取出来检测）；如果最低位为1：移位后CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；如果最低位为0：不作处理；
4、重复步骤3，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；
5、重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；
6、最后得到的CRC寄存器内容即为：CRC码。
注意：报文中的CRC码低八位（低字节）在前，高八位（高字节）在后。
Pascal高级语言直接计算CRC码举例如下：
// 输入参数：Cauarray计算的报文字节数组，Count字节数，函数返回CRC码。Function CauCRC(CauArray：array of byte：Count：byte)：word：
var TempCRC：Word：//存放CRC计算的临时变量。
CRC ：Word：//存放CRC码。
RCRC ：Word：//判定最低位为1的临时变量。
i,j ：Word：
begin
CRC ：=$FFFF：
for i：=0 to Count-1 do
begin
TempCRC ：= (CRC and $00FF) xor CauArray[i]：
TempCRC ：= TempCRC or (CRC and $FF00)：
for j：=1 to 8 do
begin
RCRC ：= TempCRC and $0001：
TempCRC ：= TempCRC and $FFFE：
TempCRC ：= TempCRC shr 1：
if RCRC =1 then TempCRC ：= TempCRC xor $A001：
end：
CRC ：= TempCRC：
end：
Result：= CRC：
end：
五、通讯错误信息及数据的处理
当从机检测到除了CRC码出错以外的错误时，必须向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128 。以下的这些代码表明有意外的错误发生。
从机（TDS）接收到的信息如有CRC错误，则将被从机忽略，不返回信息。
从机（TDS）返送的错误码的格式如下（共5个字节）：
地址码：1字节
功能码：1字节（最高位为1，例：03H功能码变为83H）
错误码：1字节
CRC码：2字节
从机（TDS）响应回送如下错误码：
81：非法的数据地址。
指定的数据地址超出从机“数据地址表”的范围或不在从机“数据地址表”
的范围。
82：非法的数据值。
接收到主机发送的数据值超出从机“数据地址表”相应数据地址的数据可
改范围。
如从机（TDS）01正确收到主机报文，但数据地址不在其“数据地址表”范围。则从
附录1：TDS-0400~6400智能数字巡检控制仪数据地址表
说明：
1、工况数据就是指仪表测量到的数据，如温度、压力等
2、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。输入
信号为热电阻的(cu50、Pt100)，小数点固定在十位。
3、开关量为位地址单元，一个地址存放一位(bit)。
4、读取的寄存器数据路数不能超过仪表设定的“巡检总路数”，否则回送错误码：81
－非法的数据地址。可以使用“消隐路数”（仪表设置参数）去掉不要的巡检路，如：TDS-163377M只需要前14路，必须保持“巡检总路数”（仪表设置参数）为16路，然后将15、16路“消隐”（仪表设置参数），具体操作请参看仪表说明书。
5、对于消隐的路，也就是不参加巡检的路（仪表可设定），该路回送工况数据值为0.0。
6、本表数据地址是全64路的地址，应根据相应仪表的路数缩减数据地址。如：TDS-1600
十六路巡检巡检控制仪工况数据地址只从0000H~000FH，如果“巡检总路数”（仪表设置参数）设为14，那么工况数据地址只从0000H~000DH。
7、对于上限、上上限控制方式：0100H~013FH为上限寄存器，0200H~023FH为上
上限寄存器。对于下限、上限控制方式：0100H~013FH为下限寄存器，0200H~023FH为上限寄存器
附录2：TDS-3D000四屏四路智能数字测控仪
TDS-0400智能数字巡检控制仪数据地址表
说明：
1、这种TDS-0400智能巡检控制仪与附录1中不同，差别为仪表的四路量程、小数点
位置可以分别独立设置，请参看订货信息或仪表说明书中“参数设置”。
2、工况数据就是指仪表测量到的数据，如温度、压力等。
3、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。输入
信号为热电阻的(cu50、Pt100)，小数点固定在十位。
4、开关量为位地址单元，一个地址存放一位(bit)。
5、开关量报警状态单元
附录3：TDS－4338/4335/4332智能数字转速信号测控装置数据地址表
大于设定值时该控制/报警动作；为负数表示当转速n小于设定值时该控制/报警动作。TDS转速测控仪对J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7设定数据的规定范围是J1、J2、J3为负数；J4、J5、J6、J7为正数。例J3 设定数据为50%即8032H，J6 设定数据为105%即0069H。
2、频率f、频率f最大值数据带2位小数（小数点在百位）；转速n、转速n最大值数据，当转速n的额定转速大于等于100转/每分钟数据带1位小数（小数点在十位），也就是极对数小于30对极；当转速n的额定转速小于100转/每分钟数据带2位小数（小数点在百位），也就是极对数大于等于30对极。额定转速和极对数相关。
3、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。
4、TDS-4335无控制/报警J3、J4，无J5或J6。TDS-4332只有控制/报警J1、J2。
附录4：TDS-4339智能齿盘数字转速信号测控装置数据地址表
大值数据，当转速n的额定转速大于等于100转/每分钟数据带1位小数（小数点在十位），也就是极对数小于30对极；当转速n的额定转速小于100转/每分钟数据带2位小数（小数点在百位），也就是极对数大于等于30对极。额定转速和极对数相关。
2、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。
3、TDS-4339-A无0107H地址“控制/报警J8”。
附录5：TDS－S3000双路、双路差值智能数字控制仪数据地址表
说明：
1、分辨率在这里指小数点位置。输入信号为热电阻的(cu50、Pt100)，小数点固定在十
位。
2、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。
附录6：TDS－3300智能数字温度控制仪数据地址表
说明：
1、分辨率在这里指小数点位置。输入信号为热电阻的(cu50、Pt100)，小数点固定在十
位。
2、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。
附录7：TDS－3400/3L00/3100/3A00
智能水位/流量/压力/转速监控仪数据地址表
说明：
1、分辨率在这里指小数点位置。
2、工况数据就是指仪表测量到的数据，如水位、压力等
3、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。
附录8：TDS-38900/TDS-389W00数字功率表
TDS-38A00智能数字综合数字电量表
TDS-3600数字功率因素表数据地址表
说明：
1、有功功率、无功功率数据转换为特殊方法，都为四字节的整型，最高位为符号位，
但数据转换的小数点换算和“二、通讯信息传输过程：3、数据区”中说明一致。
例如：有功功率：6000D →00001770H
单元地址0000=0000H 单元地址0001=1770H
有功功率：-6000D →80001770H
单元地址0000=8000H 单元地址0001=1770H
电压、电流、功率因数为双字节，最高位为符号位。例如：6000D →1770H；
-6000D →9770H。
2、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。
3、“工况数据”单元地址是TDS-38A00智能数字综合数字电量表的数据地址，对于
TDS-38900数字有功功率表只有“0000H-0001H有功功率”数据地址，TDS-389W00数字无功功率表只有“0002H-0003H无功功率”数据地址，TDS-3600数字功率因素表只有“0004H功率因素”数据地址。
附录10：TDS-3800数字电压表/变送器
1、附加功能也可以通过具体的仪表参数或设置参数获得，具体请看仪表说明书。
附录11：TDS-6568/6200自动准同期装置数据地址表
说明：
电压量单位为伏，数据分辨率为0.1伏，小数点在十位。
频率量单位为Hz，数据分辨率为0.01Hz，小数点在百位。
时间量单位为秒，数据分辨率为0.01秒，小数点在百位。