什么是 Modbus-TCP 协议
为了进行通信，我们家定义了一种非常简单的数据结构，称为“协议数据单元”（Protocol Data Unit，PDU）。
协议数据单元由功能码和数据组成，如下图所示：
功能码长度为 1 字节，用于指示要执行的功能。例如，常见的功能码有：01 读取线圈；02 读取离散输入值；03 读取保持寄存器的值；05 写入单个线圈等等。
数据部分的长度范围为 0 到 252 字节。它表示要读取的地址或要写入的值。不同的功能码对应不同的数据。例如，功能码 01 的数据为 4 字节，其中前两个字节表示要读取的线圈地址，后两个字节表示要读取的线圈数量。功能码 05 的数据也为 4 字节，前两个字节表示要写入的线圈地址，后两个字节表示要写入的值。
协议数据单元有三种类型：请求 PDU（请求 PDU）、响应 PDU（响应 PDU）和异常响应 PDU（异常响应 PDU）。
协议数据单元是我们家族通用的数据结构，它独立于底层物理结构。我们三兄弟都使用相同的协议数据单元。然而，当我们通信时，始终依赖于物理网络。因此，协议数据单元需要映射到物理网络，从而形成应用数据单元（ADU）。由于底层网络的差异，我和两位哥哥的应用数据单元也不同。他们的ADU结构如下图所示：
我的附属住宅单元（ADU）结构如下：
可以看出，我的应用数据单元基于协议数据单元，并添加了一个名为“MBAP 头部”的结构。“MBAP”是英文单词“ModBus Application”的缩写，即应用数据单元。
可以看出，我的应用数据单元基于协议数据单元，并添加了一个名为“MBAP 头部”的结构。“MBAP”是英文单词“ModBus Application”的缩写，即应用数据单元。
MBAP 头部结构由 7 个字节组成，如下表所示。
他们之中：
传输标识符：用于标识应用程序数据单元，即请求和响应之间的配对；客户端初始化此部分，服务器将其复制到自己的 ADU 中。
协议标识符：系统之间的协议标识符，0=Modbus；
长度：接下来要发送的数据的长度，即单元标识符 + PDU 的总长度，以字节为单位。
单元标识符：用于系统间的站点寻址，例如以太网+串行链路网络中远程站点的地址
这是我的ADU结构，即：MBAP头部+PDU。是不是很简单？我的数据传输采用了一种称为“客户端/服务器”的模式。这也是上表中出现客户端/服务器功能描述的原因。事实上，许多网络通信都采用了这种方法，例如著名的西门子S7通信协议。在串行链路中，这种方法也称为主从通信。
此时，您可能会有疑问。既然在网络通信中我们通常需要指定 IP 地址和端口号，为什么我的 ADU 中没有相关内容呢？
事实上，这是因为我是应用层协议，而 IP 地址和端口号属于传输层/网络层协议。请看这张图片。
从逻辑上讲，我位于 TCP 层。发送数据时，我的应用数据单元首先会随 TCP 协议消息一起传递到传输层，然后随 IP 协议消息一起传递到网络层，最后向下传递到数据链路层和物理层。接收过程则完全相反。来自相应层的消息会逐层从物理层传递，直到到达应用层。因此，使用我进行数据传输时，必须配合 TCP/IP 协议使用。通常，如果您使用计算机编程，则需要使用 Socket 技术。如果您使用 PLC 编程，通常制造商已经将底层通信封装到库指令中，您只需直接调用即可。例如，像西门子 S7-200 SMART/1200/1500 这样的 PLC 都提供了现成的 Modbus-TCP 指令库。还有一点需要特别注意。我使用的端口号是502。请确保该端口号已为我保留，未被他人占用。