发布时间: 2026-01-21

3.9.1 Modbus 协议

Modbus 是一种串行通信协议，是 Modicon（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于 1979 年为使用可编程控制器（PLC）通信而发表。Modbus 已经成为工业领域通信协议的业界标准（Defacto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

Elite CS 系列支持通过标准的 Modbus TCP 协议获取或者修改机器人的内部数据。其既可作为主站，访问其它支持 Modbus 协议的从站设备；也可作为从站，接受其它 Modbus 主站的访问请求。本节主要阐述其作为从站时具有的一些特性。

  1. 工作原理

Modbus TCP 协议工作在 OSI 网络模型的应用层，使用 TCP 方式进行数据传输。控制柜作为 Server（Modbus 服务器）时，client（客户端）通过 TCP 端口（默认为 502，也可自定义）与其建立连接，并用标准格式的应用层报文进行数据通信。同时，一个 Modbus TCP 从站设备可被多个主站同时访问，以实现高效的数据交换和控制。

提示 1. Modbus 从站设备总是被请求的一方，因此其也被称作 Modbus Server，同理主站设备也被称为 client。 2. 自 V2.14.0 版本起，Modbus TCP 支持自定义设置端口，端口号的范围为 [0, 65535]，默认端口为 502。同时，在 Modbus 通信的数据序列化和反序列化过程中，支持对端口号数据的存储和读取。具体可参见 CS 系列脚本手册第 5.1 节 Modbus。

  1. 寄存器说明

CS 系列支持的，可使用 Modbus 协议读写的数据类型为布尔型与无符号短整型（16 位）两种，每种类型分别包含一组输入和一组输出寄存器，因此 Modbus 共有 4 组寄存器可被主站访问。其中，输入型寄存器只允许读操作，输出型寄存器可读可写。有关寄存器协议接口的详细说明，请登陆官网：www.elibot.com，进入“服务与支持 > 技术资料”板块，选择“CS_ 用户手册 V2.14.5 附件”进行查询。

  1. 布尔型寄存器（8 位）：主要用于操作数字 I/O，CS 系列目前可访问的输入/输出数字 I/O 寄存器的有效地址范围为 0-63，虽然其值的类型为 bool，但每个 I/O 仍会占用一个字节的空间，所以数字 I/O 共占 2*64 字节。

  2. 无符号短整型（16 位）：用于保存和修改机器人的版本，TCP，系统状态等信息；也用于映射数字 I/O。CS 系列目前可访问的输入/输出寄存器的有效地址范围为 0-415。

  3. Modbus 功能码

工具 Modbus 主站设备可通过以下功能码读/写从站寄存器：

  1. 0x01: 读一个或者多个输出数字信号 (read output bits)
  2. 0x02: 读一个或者多个输入数字信号 (read input bits)
  3. 0x03: 读一个或者多个输出寄存器 (read output registers)
  4. 0x04: 读一个或者多个输入寄存器 (read input registers)
  5. 0x05: 写单个输出数字信号 (write output bit)
  6. 0x06: 写单个输出寄存器 (write output register)
  7. 0x0F: 连续写多个输出数字信号 (write multiple output bits)

  8. 0x10: 连续写多个输出寄存器 (write multiple output registers)

  9. Modbus 异常码

异常码和含义如下所示：

-2：断开连接。 -1：正在连接中。 1：信号类型不正确。 2：从站寄存器（线圈）地址不正确。 3：值不正确。 4：从站异常。 5：主站接收到从站可能会超时的信息。 6：从站正忙。 8：从站奇偶校验错误。 10：网关配置错误或网关超载。 11：没有接收到从站的响应，通常意味着从站不在网络中。

  1. 寄存器映射关系与配置说明

（1） 数字 I/O 与寄存器映射

CS 系列的设备中，可操作的输入/输出数字 I/O 分别有 64 个，而前 32 个地址的 I/O 与控制柜主板的通用 I/O 有紧密联系，剩余 32 个保留为后续开发使用。 因此，目前将数字 I/O 映射至 Modbus 寄存器，具体的映射关系为： 标准数字输入————> 寄存器地址：0 可配置数字输入与工具 I/O————> 寄存器地址：1 标准数字输出————> 寄存器地址：2 可配置数字输出与工具 I/O————> 寄存器地址：3

从上述对应关系可以得出：无符号输入/输出寄存器为 16 位，从低到高的每一位上的值实际上代表了一个数字输入/输出信号的状态。例如，无符号寄存器地址为 0 的寄存器的值若是 0x2（第 1 位被置 1），则表示数字输入寄存器中地址为 1 的状态值为 1，而寄存器地址为 0，2-15 的状态值都被置为 0。

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