关学进，刘娟

（重庆邮电大学教育部网络控制技术与智能仪器仪表重点实验室，重庆 400065）

0 引言

随着计算机和网络技术的迅速发展，信息技术已逐步进入工业自动化领域[1]。新型工业以太网技术Modbus/TCP是Modbus家族中应用于自动控制装备上的开放的通信协议，广泛应用于电力、水利、冶金、化工、机械、制造业等控制系统。它利用TCP/IP协议将Modbus消息封装成IP包，使用通用的网络部件在Intranet/Internet上传输[2]。

国际互联网编号分配管理机构专门为其赋予TCP502端口。2004年1月，法国召开的SC65C工作组会议中将Modbus/TCP列入IEC标准[3]。我国也已经把Modbus/TCP列为工业网络的标准。本文通过分析Modbus/TCP协议构成，设计出了一套基于Modbus/TCP协议的工业以太网自动化控制系统的可行性实施方案。

1 Modbus/TCP协议

Modbus是一种应用层报文传输协议，用于实现不同类型的总线或网络连接的设备之间的客户机/服务器通信。Modbus/TCP协议是Modbus家族中应用于自动控制装置上的开放的通信协议。它支持C/S模式，将应用层的Modbus消息封装成IP包，通过通用的网络部件在Intranet/Internet上传输[4-5]。Modbus通信协议栈如图1所示。

1.1 客户机/服务器模型

Modbus/TCP是采用C/S模式来进行报文传输，此模式基于4 种类型报文，即请求（Modbus Request）、指示（Modbus Confirmation）、响应（Modbus Indication）和证实（Modbus Response）。请求是客户机在网络上发送用来启动事务的报文；指示是服务端接收的请求报文；响应是服务器发送的响应信息；证实是在客户端接收的响应信息[6]。Modbus/TCP通信模式如图2所示。

1.2 Modbus/TCP协议帧格式

Modbus协议定义了一种与基础通信层无关的协议数据单元（PDU，Protocol Data Unit）。特定总线或网络上的Modbus协议映射能够在应用数据单元（ADU，Application Data Unit）上引入一些附加数据域。……