Функциональные коды Modbus (01-16)

Функциональные коды (function codes) — ядро протокола Modbus. Каждый код определяет операцию над определённой областью памяти. В автоматике используется ~8 основных кодов.

Основные коды чтения

01 — Read Coils (чтение дискретных выходов)

Читает 1-2000 битовых значений coils (выходов). Запрос: адрес начала + количество. Ответ: количество байт + биты упакованы по 8 в байт.

02 — Read Discrete Inputs (чтение дискретных входов)

Аналогично 01, но для области discrete inputs (только чтение). Применение: чтение состояния концевиков, кнопок, сигналов «авария».

03 — Read Holding Registers (чтение регистров хранения)

Самая используемая функция. Читает 1-125 регистров (16 бит каждый). Применение: чтение измеренных значений с датчиков, уставок с ПЛК, параметров частотника.

04 — Read Input Registers (чтение регистров ввода)

Аналогично 03, но для области input registers (только чтение). Применение: измеренные значения с ЦАП, счётчиков импульсов.

Основные коды записи

05 — Write Single Coil (запись одного дискретного выхода)

Записывает один бит. Значение 0xFF00 = включить, 0x0000 = выключить. Применение: команды «пуск»/«стоп» на ПЛК, «открыть»/«закрыть» на приводе.

06 — Write Single Register (запись одного регистра)

Записывает один 16-битный регистр. Применение: установка уставки температуры, задание частоты частотнику.

15 (0x0F) — Write Multiple Coils (запись нескольких битов)

Записывает 1-1968 битов за одну транзакцию. Применение: массовое управление выходами.

16 (0x10) — Write Multiple Registers (запись нескольких регистров)

Записывает 1-123 регистра за транзакцию. Применение: загрузка таблицы параметров в частотник, передача массива уставок.

Специальные коды

• 07 — Read Exception Status (устарел)
• 08 — Diagnostics (диагностика линии)
• 11 — Get Comm Event Counter (счётчик событий)
• 17 — Report Slave ID (идентификация устройства)
• 22 — Mask Write Register (запись с маской для бит-операций)
• 23 — Read/Write Multiple Registers (чтение+запись за одну транзакцию)
• 43 — Read Device Identification (расширенная идентификация, MEI type 14)

Форматы данных в регистрах

Один регистр = 16 бит = одно беззнаковое целое 0-65535. Для других типов используют комбинации:

• INT16 (знаковое) — тот же регистр, интерпретация -32768..+32767
• UINT32 / INT32 — два регистра (4 байта), порядок big-endian/little-endian зависит от производителя
• FLOAT32 (IEEE 754) — два регистра, часто с перестановкой слов (CDAB вместо ABCD)
• FLOAT64 — четыре регистра
• STRING — последовательность регистров, два ASCII-символа на регистр

Порядок байт (byte order / word order) — головная боль Modbus. У каждого производителя своя логика. В документации обычно указано, но часто приходится экспериментировать.

Исключения на функции записи

При попытке записи в несуществующий регистр — exception 02. При записи неподдерживаемого значения — exception 03. При записи в read-only область — exception 01 или 02.

РУБИКОН в шкафах автоматики типично использует функции 03, 04, 06, 16 — чтение измерений и запись уставок с SCADA в ПЛК.