ARCS Modbus 使用指南

1.Modbus TCP和Modbus RTU介绍

Modbus是一种串行通信协议，最初由Modicon公司（现在的施耐德电气）在1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）的自动化设备设计。Modbus已经成为工业领域通信协议的事实标准。Modbus协议包括Modbus RTU和Modbus TCP两种形式。

Modbus RTU（Remote Terminal Unit）：这是一种基于串行线（例如RS-485、RS-422、RS-232）的二进制通信协议。在Modbus RTU中，数据以二进制形式传输，每个字节由两个十六进制字符表示。Modbus RTU主要用于工业和系统自动化应用，其中设备之间的通信距离较长。

Modbus TCP（Transmission Control Protocol）：这是一种基于以太网的通信协议。Modbus TCP使用TCP/IP协议进行通信，因此可以利用现有的以太网基础设施。与Modbus RTU相比，Modbus TCP可以支持更多的设备连接，并且通信速度更快。

两者的主要区别在于物理层和传输层的协议：Modbus RTU使用串行通信，而Modbus TCP使用TCP/IP协议。

2.快速入门

打开ARCS软件,Modbus位于配置--现场总线--Modbus

2.1 Modbus TCP

PS: 确保设备与机器人之间可正常通信,可使用ping命令检查,同时关闭设备的防火墙.

单元页面,依次点击添加Modbus单元--TCP模式

输入IP 地址和端口

信号页面,选择添加Modbus信号

01：COIL STATUS（线圈状态）：用于读取和控制远程设备的开关状态，通常用于控制继电器等开关设备。
02：INPUT STATUS（输入状态）：用于读取远程设备的输入状态，通常用于读取传感器等输入设备的状态。
03：HOLDING REGISTER（保持寄存器）：用于存储和读取远程设备的数据，通常用于存储控制参数、设备状态等信息。
04：INPUT REGISTER（输入寄存器）：用于存储远程设备的输入数据，通常用于存储传感器等输入设备的数据。

2.2 Modbus RTU

PS: 确保设备与机器人之间可正常通信,可先使用串口调试助手测试线路通信是否正常，

单元页面,依次点击添加Modbus单元--RTU模式

选择串口号,波特率,奇偶校验,数据位,停止位

注意：若通信不稳定，信号状态闪烁，可将波特率值调小(9600、4800等)；

信号页面,选择添加Modbus信号

01：COIL STATUS（线圈状态）：用于读取和控制远程设备的开关状态，通常用于控制继电器等开关设备。
02：INPUT STATUS（输入状态）：用于读取远程设备的输入状态，通常用于读取传感器等输入设备的状态。
03：HOLDING REGISTER（保持寄存器）：用于存储和读取远程设备的数据，通常用于存储控制参数、设备状态等信息。
04：INPUT REGISTER（输入寄存器）：用于存储远程设备的输入数据，通常用于存储传感器等输入设备的数据。
如果节点中使用
等待节点中使用

2.3. 问题处理

Modbus TCP信号通信失败

排查设备与机器人之间网络是否能正常通信,首先查看是否关闭设备的防火墙，然后使用ping命令检查网络是否能正常通信；
排查主站建立的信号地址在从站中是否存在，主站新建的信号对应地址在从站中必须存在，信号才能正常通信；

Modbus RTU信号通信失败

排查设备与机器人之间串口通信是否正常, 可以使用设备与机器人中的串口调试助手来测试串口通信状态；
排查主站建立的信号地址在从站中是否存在，主站新建的信号对应地址在从站中必须存在，信号才能正常通信；

操作步骤：

在机器人控制柜中使用命令安装 cutecom

打开cutecom,并设置串口号,波特率,奇偶校验,数据位,停止位

若设备端是PLC,则用 cutecom 直接连接PLC测试，若设备是本机电脑，可在电脑中安装串口调试助手，例如:XCOM

如果 cutecom 和 PLC/XCOM 能够相互发送数据，表示能正常通信，串口通信线路没有问题，反之，需要检查通信线路连接情况；

3.配置中使用Modbus信号

在配置--一般--I/O设置

输入动作

输出信号

4. Modbus 从站

第一步：开启 Modbus TCP 或者 Modbus RTU;

第二步：开启从站之后，就可以使用其它的主站(列如: modscan)来连接该从站，从站地址请参考 Modbus 从站协议中的定义；

备注：Modbus 从站通信问题的解决方法，请参考上述主站的通信问题处理步骤；

5.modbusSendCustomCommand接口应用

5.1 接口功能说明&注意事项

将用户指定的命令发送到指定IP地址上的Modbus单元。
由于不会接收到响应，因此不能用于请求数据，读数据的功能码暂不可用。
用户负责提供对所提供的功能码有意义的数据。
内置函数负责构建Modbus帧，因此用户不需要关心命令的长度，不需要输入CRC格式的数据。

5.2 参数定义及格式

// 接口定义
int modbusSendCustomCommand(const std::string &device_info,int slave_number, int function_code, const std::vector<uint8_t> &data);

// device_info: 设备信息
     * 设备信息是RTU格式，
     * 例如："serial_port,baud,parity,data_bit,stop_bit" 
     * (1)serial_port参数指定串口的名称，
     * 例如，在Linux上为"/dev/ttyS0"或"/dev/ttyUSB0"，在Windows上为"\.\COM10"
     * (2)baud参数指定通信的波特率，例如9600、19200、57600、115200等 
     * (3)parity参数指定奇偶校验方式，N表示无校验，E表示偶校验，O表示奇校验 
     * (4)data_bit参数指定数据位数，允许的值为5、6、7和8 
     * (5)stop_bit参数指定停止位数，允许的值为1和2
     *
     * 设备信息是TCP格式，例如："ip address,port" 
     * (1)ip address参数指定服务器的IP地址 
     * (2)port参数指定服务器监听的端口号

// slave_number: 指定用于自定义命令的从站号

// function_code: 指定自定义命令的功能码
     * MODBUS_FC_READ_COILS                0x01   // 读线圈寄存器
     * MODBUS_FC_READ_DISCRETE_INPUTS      0x02   // 读离散输入状态
     * MODBUS_FC_READ_HOLDING_REGISTERS    0x03   // 读保持寄存器
     * MODBUS_FC_READ_INPUT_REGISTERS      0x04   // 读输入寄存器
     * MODBUS_FC_WRITE_SINGLE_COIL         0x05   // 写单线圈
     * MODBUS_FC_WRITE_SINGLE_REGISTER     0x06   // 写单寄存器
     * MODBUS_FC_READ_EXCEPTION_STATUS     0x07   // 读异常状态（限串行线）
     * MODBUS_FC_WRITE_MULTIPLE_COILS      0x0F   // 写多线圈
     * MODBUS_FC_WRITE_MULTIPLE_REGISTERS  0x10   // 写多个寄存器
     * MODBUS_FC_REPORT_SLAVE_ID           0x11   // 报告丛机ID（限串行线）
     * MODBUS_FC_MASK_WRITE_REGISTER       0x16   // 带屏蔽字写入寄存器
     * MODBUS_FC_WRITE_AND_READ_REGISTERS  0x17   // 读&写寄存器

// data: 必须是有效的字节值（0-255）
     * { 0x00, 0x02, 0x00, 0x0F }
     * { 0x06, 0x0A, 0x0F, 0x08, 0x00, 0x0F }

5.3 调用示例

// 定义IP
#define MODBUS_IP          "172.16.3.111,502"    
// 建立对象
RpcClientPtr impl;
// 发送自定义数据
impl->getRegisterControl()->modbusSendCustomCommand(MODBUS_IP, 1, 0x06, { 0x00, 0x02, 0x00, 0x0F });

29 ARCS Modbus使用说明