🔧 基本介紹
項目
說明
類型
通訊協定（主從架構）
開發者
Modicon（Schneider Electric）
開放性
開放協定（無需授權）
用途
工業設備之間的資料交換，如感測器、PLC、HMI、人機介面等
典型應用
製造、自動化、能源管理、樓宇控制等
🧱 通訊架構
Modbus 採用 主從（Master-Slave）架構 或 客戶端-伺服器（Client-Server）模式：
Master（主機）：發出請求指令（Request）
Slave（從機）：接收請求並回應（Response）
🧭 常見的 Modbus 傳輸方式
傳輸方式
傳輸介面
特點與應用
Modbus RTU
RS-485 / RS-232
二進位格式，效率高，常見於現場設備
Modbus ASCII
RS-232 / RS-485
使用 ASCII 編碼，容易除錯但效率較低
Modbus TCP/IP
Ethernet
基於 TCP/IP 網路，適合遠端監控與 SCADA 系統
📦 常見功能碼（Function Codes）
功能碼
功能描述
01
讀取線圈狀態（Read Coils）
02
讀取離散輸入（Read Discrete Inputs）
03
讀取保持暫存器（Read Holding Registers）
04
讀取輸入暫存器（Read Input Registers）
05
寫入單一線圈（Write Single Coil）
06
寫入單一暫存器（Write Single Register）
15
寫入多個線圈（Write Multiple Coils）
16
寫入多個暫存器（Write Multiple Registers）
🛠️ 使用場景範例
PLC 控制電動閥門，讀取感測器數據（溫度、壓力等）
SCADA 系統監控多個遠端 I/O 設備
人機介面（HMI）與 PLC 間交換資料
✅ 優點
開放協定、簡單易實作
多平台、多設備支援
成本低，普及率高
⚠️ 缺點
安全性較弱（Modbus TCP 無加密）
無設備自動發送（僅主動查詢）
資料長度與速率有限
以下是Modbus通訊協定的一些重要特點：
主/從 (Client/Server) 架構： Modbus採用主/從（或稱為客戶端/伺服器）通訊架構。一個主站（Client）負責發送請求，而一個或多個從站（Server）則回應這些請求。從站通常是感測器、執行器、PLC或其他工業設備。
開放協議： Modbus是一個開放的協議，這意味著製造商可以免費將其集成到他們的設備中，無需支付版權費。這使得不同製造商的設備之間可以輕鬆地進行資料交換。
應用層協議： Modbus是一個應用層的通訊協定，位於OSI模型的第七層。這表示它定義了訊息的結構和內容，而與底層的物理傳輸方式（如串列埠或乙太網路）無關。
多種傳輸模式： Modbus支援多種傳輸模式，主要有：
Modbus RTU (Remote Terminal Unit)： 這是最常見的串列通訊模式，資料以二進位格式傳輸，效率較高。通常透過RS-232、RS-485或RS-422等串列介面進行通訊。
Modbus ASCII： 也是串列通訊模式，但資料以ASCII字元形式傳輸。雖然可讀性較好，但效率相對較低。
Modbus TCP (Transmission Control Protocol)： 這種模式基於TCP/IP協議，透過乙太網路進行通訊。它允許Modbus通訊透過網路傳輸，實現遠距離和更高速的通訊。
資料類型和功能碼： Modbus協議定義了不同類型的資料，如線圈（Coils）、離散輸入（Discrete Inputs）、保持暫存器（Holding Registers）和輸入暫存器（Input Registers）。每個資料類型都有特定的功能碼來讀取或寫入資料。
應用廣泛： Modbus廣泛應用於各種工業場景，包括製造工廠、發電廠、石油煉製廠等，用於監控和控制設備和流程。它常用於連接SCADA（監控與資料採集）系統、HMI（人機介面）與底層的PLC、感測器和執行器。
優點：
簡單易用： 協議結構簡單，易於理解和實現。
開放標準： 促進了不同設備之間的互操作性。
成本效益： 由於其開放性，開發和部署成本較低。
廣泛支援： 幾乎所有工業設備製造商都支援Modbus。
缺點：
安全性： Modbus協議本身沒有內建的安全性機制，容易受到未經授權的訪問或資料篡改。在關鍵應用中，通常需要額外的安全措施。
資料描述： 沒有標準的方法來描述資料物件，例如一個暫存器資料代表什麼（如溫度範圍）。這需要使用者參考設備製造商的資料表手動配置。
傳輸效率： 對於非常大量或複雜的資料傳輸，Modbus可能不如一些更現代的協議高效。
Modbus協定因其簡單、開放和廣泛應用，至今仍在工業自動化領域扮演著重要角色。