ISCS与子接口协议
版本：V 1.1
南京南瑞集团公司- 1 -
修订记录 版本 V1.0 日期 2010-07-27 起草 陆艮峰 审阅 交叉审阅 备注 初稿
ISCS与子系统接口协议
1 通信接口
基于以太网的MODBUS TCP/IP协议
ISCS系统的FEP（前端处理器）配置为主机，子系统的通讯设备配置为从机。ISCS系统每500ms向子系统 发送一次轮询报文。
2 MODBUS TCP/IP 协议
2.1 协议概述
MODBUS TCP/IP协议在应用层采用MODBUS信息定义，在传输层和网络层采用TCP/IP，用于以太网通讯。MODBUS TCP/IP协议和OSI各层之间的对应关系由下图表示：
（图片来源于MODBUS.org：参考OSI模型的应用层模型） 19世纪70年代MODBUS协议初次发布，至今已经在工业自动化领域广泛应用。MODBUS协议获取简便（访问www.schneiderautomation.com），且便于实现。 MODBUS协议本身没有变化，但对报文的发送方式和速率作了改变，以满足工业应用的实时性需求。MODBUS/TCP由此产生。
MODBUS TCP/IP就是简单地将MDOBUS帧嵌入到TCP帧中。TCP/IP的请求/应答机制能和MODBUS本身的主/从机制很好的配合工作。
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2.2 报文格式组成（标准MODBUS TCP/IP）
报文格式组成：
报头 功能码 数据 报头描述：
字段 客户端 服务端 事务标识 协议标识 长度 单元标识 由客户端初始化 由客户端初始化 由客户端初始化 由客户端初始化 服务端从接收到的请求中拷贝 服务端从接收到的请求中拷贝 服务端初始化 (应答) 服务端从接收到的请求中拷贝 事务标识:
用于事务配对。MODBUS服务端在应答时拷贝来自客户端请求的事务标识。 请求和应答通过事务标识相对应。因此，在同一时间，TCP连接的事务标识必须是唯一的。有几种方式应用事务标识。比如简单计数“TCP顺序号”，每次请求时加1。 协议标识:
用于系统内的多元标识。MODBUS协议用‘0’标识。 长度:
长度字段以字节计数，包括单元标识和数据字段。 单元标识:
该字段用于系统内路由。其典型应用为请求和服务器应答报文返回值在该字段值必须相同。
在某些情况下，单元标识携带远程设备的MODBUS从机地址。但在TCP/IP层，MODBUS服务端用其IP地址寻址，因此MODBUS单元标识就没有实际意义。此时该字段值为0xFF。 顺序号的应用:
? 对于每个信息，MODBUS MASTER (ISCS FEP) 会给MODBUS SLAVE (子系统)
初始化/制造顺序号； ? MODBUS SLAVE (子系统)的响应信息应使用从MODBUS MASTER (ISCS FEP)发
出的相同的顺序号； ? ISCS FEP应确认从子系统收到的顺序号与之前发送给子系统的顺序号相同； ISCS FEP增加顺序号数值的原则： ? 顺序号应用两个字节来储存；
? 顺序号的范围应是(0-65535)或(0x0000 to 0xFFFF)；
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? 顺序号的初始数值应是0；
? 对于每个发出的信息,包括用于正常轮询、故障轮询、重试信息或控制，ISCS
FEP应把顺序号数值增加1； ? 如果ISCS FEP发现子系统的响应信息的顺序号有错误，应不理会该信息，
并宣布通讯状态欠佳。
2.3 报文详述
本文中定义的寄存器地址将根据子系统供应商最终提供的IO点类表作相应的修改。
2.3.1 功能码0x04(读输入寄存器)
例如：ISCS向子系统发送查询帧，获取子系统设备状态：
Header报头 Description 描述 Transaction Identifier 事务标识 Protocol Identifier协议标识 Length长度 Unit Identifier单元标识 Modbus Data Modbus数据 Function Code功能码 Starting Address起始地址 2 2 1 1 2 0x0000（Modbus Tcp为0） 0x0006 0xFF （Modbus Tcp总为0xFF） 0x04 Size(Byte)长度（字节） Definition含义 2 TCP SEQUENCE NUMBER TCP 顺序号 0x XXXX (根据实际情况定义) N（最大为125个寄存器） Number of Registers寄存器数量 2 子系统向ISCS返回响应
Description描述 Size(Byte)长度（字节） Header 报头 Protocol Identifier协议标识 Length长度 Unit Identifier 单元标识 Modbus Data Function Code 功能码 2 2 1 0x0000（从客户端请求中拷贝） 2*N+3 0xFF Transaction Identifier 事务标识 2 TCP 顺序号（从客户端请求中拷贝） Definition含义 1 0x04 - 4 -