1.1 背景

Modbus协议是由MODICON（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年开发的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议，其LOGO如图1-1所示。之后为了更好地普及和推动Modbus基于以太网（TCP/IP）的分布式应用，施耐德公司已将Modbus协议的所有权移交给IDA（Interface for Distributed Automation，分布式自动化接口）组织，并成立了Modbus-IDA组织，此组织的成立和发展，进一步推动了Modbus协议的广泛应用。

图1-1 Modbus LOGO

访问Modbus官方网址（http://www.modbus.org）可以获取完整的协议文本。

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，可以实现控制器相互之间、控制器经由网络和其他设备之间的通信。它已经成为一种通用的工业标准，有了它，不同厂商生产的控制设备可以连接成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能够认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的；而且描述了控制器请求访问其他设备的过程，如何应答来自其他设备的请求，以及怎样侦测错误并记录；并制定了统一的消息域的结构和内容。

当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器必须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行为。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并通过Modbus协议发送。

Modbus通信协议具有以下几个特点：

• Modbus协议标准开放、公开发表并且无版税要求。用户可以免费获取并使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。

• Modbus协议可以支持多种电气接口，如RS232、RS485、TCP/IP等；还可以在各种介质上传输，如双绞线、光纤、红外、无线等。

• Modbus协议消息帧格式简单、紧凑、通俗易懂。用户理解和使用简单，厂商容易开发和集成，方便形成工业控制网络。

在大多数工厂里，现场仪表采用单独的控制室直连对绞线电缆连接到控制系统。当仪表设备被连接到一种分散式I/O系统的时候，在Modbus协议的帮助下，可以增加更多的现场设备，但是仅仅需要一根对绞线电缆就可以把所有数据传送到Modbus主站设备。以Modbus网络的方式组网连接的时候，可以把现场设备连接到一个DCS过程控制系统、PLC设备或工业计算机系统，整个工厂的连接都能够从对绞线电缆控制室直连的方式转变成为Modbus网络连接方式。

现代工业控制领域持续不断产生和应用诸如现场总线和网状网络等先进的概念，而Modbus协议的简单性以及它的便于在许多通信媒介上实施应用的特点一直使它受到最广泛的支持，并且成为全球应用最广泛的工业协议。当使用现有老式控制系统的用户发现自己需要扩充现场仪表或者增加远程控制器的时候，基本上都会采用Modbus作为一个能够解决复杂问题的简单方案。当用户试图把一个外来设备连接到既存控制系统里面时，使用设备的Modbus接口被证明是最容易、最可靠的办法。

虽然Modbus已经发展到了极为成熟的阶段，但仍然是最普及的通信方式之一。Modbus便于学习、使用，非常可靠，价格低廉，并且可以连接到工业控制领域几乎所有的传感器和控制设备上。学会并掌握Modbus开发将会成为一项具有广泛意义和实际应用价值的技能。