Modbus協議通常被稱為工業化網路的祖父。Modbus 協議可根據工業和商業要求輕鬆配置。由於在多個領域的流行和廣泛應用，本文詳細概述了 Modbus 通訊、其功能程式碼、實現和應用。
什麼是Modbus？
Modbus 是開放標準的 RTU，許多組織和工程師將其實施到他們的裝置中，而無需支付任何費用。該協議被認為是最普遍的通訊協議，並且通常可以作為連結工程電子裝置的一種手段來訪問。
詳細地說，這是用於透過序列線路或乙太網連線在電子裝置之間進行資訊傳輸的通訊協議。在開放標準條件下，任何人都可以實施。這可能用於連線電源域使用SCADA中的RTU 進行控制的系統。
Modbus 的協議被明確定義為主從協議，這意味著作為主裝置的工具將使一個或多個工具作為從裝置。這清楚地表明從機不會承接資料，它需要等到它被要求提供資訊。主裝置將資訊寫入從裝置，然後將資訊從暫存器讀取到主裝置。從暫存器的角度來看，註冊地址總是存在的。
Modbus 通訊協議如何工作？
由於這種開放標準的遠端終端單元 （RTU） 採用主從方法來建立跨各種裝置的通訊，因此，採用RTU方案的任何型別的應用程式都將擁有一個Modbus主裝置和至少一個從裝置。這清楚地表明從機不會承接資料，它需要等到它被要求提供資訊。
裝置之間的主從通訊透過序列匯流排或網路實現。在OSI方法中，Modbus 位於第七層。這樣做的目的是請求協議，然後交付功能程式碼提到的相應服務。這些 Modbus RTU 協議的功能程式碼是 Modbus 請求元件。
為了開發 Modbus 應用資料單元，交付單元應該發起裝置事務。這是通知伺服器處理指定型別操作的操作。由主裝置發起的請求的設計由應用協議決定。然後功能碼將被編碼為 8 位，即 1 個位元組。只有在 1-25 範圍內的功能程式碼才被認為是有效的，並且在這個 128-255 中留出用於異常響應。
當有從主機到從機的請求/訊息時，這意味著是功能程式碼欄位通知伺服器執行請求的操作。對於某些操作，也會有一些子功能程式碼。例如，主裝置可以讀取各種輸入/輸出叢集的 ON 和 OFF 轉換。
它還可以讀取或寫入一組 Modbus 暫存器的資訊。當主裝置收到從裝置的響應時，從裝置使用功能程式碼欄位來表示它是正常響應還是異常響應。從裝置會在有正常響應的情況下對第一個功能碼的請求產生共振。
這就是Modbus 通訊協議的運作方式。
功能程式碼
Modbus 協議識別多個功能程式碼以獲得暫存器的可訪問性。Modbus 主要有四種不同的資料塊，這裡可能會出現暫存器編號或地址重疊的情況。因此，必須在需要地址和功能程式碼的地方定義準確的定義。
下表清楚地總結了Modbus 功能程式碼。這些程式碼只存在一個子類別。但是對於一些相應的應用程式，這些可能不會得到應用。
Profibus 與/s Modbus
將 Profibus 和 Modbus 作為單獨的應用程式進行比較，兩者中的每一個都有多個優點和應用程式。
Modbus具有結構簡單、操作流線型、易於上手的協議。儘管協議本身和物理層的定義存在一些差異，但這會在多供應商操作中產生問題。而 Profibus 是最複雜的協議，其構建是為了使整個行業自動化。它在具有調變解調器的多供應商功能中表現出色，並具有徹底的診斷功能。
在智慧裝置以點對點方式與控制器連線時，或者存在一個遠端位置時，Modbus 最適合這種情況。在存在多個點，即多個供應商的情況下，Profibus 是最好的。
協議版本
Modbus 協議的變體是：
Modbus RTU
為了建立協議通訊，它以二進位制格式表示資料，主要用於序列通訊。此版本中的訊息按空閒時間段劃分。RTU 版本遵循的格式是迴圈冗餘校驗驗證機制，這確保了資料的可靠性。
Modbus ASCII
為了建立協議通訊，使用ASCII字元並且主要在序列通訊中實現。此版本中的訊息由冒號 （“） 和尾隨換行符 （/） 分隔。ASCII 版本遵循的格式是縱向冗餘校驗以驗證機制。
Modbus TCP
此版本的 Modbus 用於透過TCP/IP 網路透過埠 502 連結進行通訊。此變體不需要任何型別的校驗和計算，因為較低級別本身提供了這一點。
Modbus Plus
這是施耐德電氣的專利變體，與其他型別的變體相比，它支援各種主站之間的點對點型別的通訊。它需要一個承諾的協處理器來管理快速 HDLC，例如令牌變化。它使用 1 Mbit/s 的雙絞線，並由放置在每個節點的變壓器隔離組成。在 Modbus+ 和計算機之間建立連線需要特定型別的硬體，例如 ISA 匯流排。
Modbus 應用
主要應用有：
用於醫療保健領域，用於分析自動溫度水平
交通行為分析
在家庭自動化中實施以簡化資料傳輸
天然氣、石油、地熱、海德爾、風能和太陽能等行業