17Lf Series ModbusRTU Manual
1 개요
MODBUS 프로토콜은 산업용 프로토콜로 PLC통신 등에 주로 사용되는 표준이 되는 프로토콜입니다. 주로 사용하는 방식은 RTU방식과 ASCII방식이 주로 사용되고, 요즘에는 TCP방식도 나와있습니다.
1979년부터 업계의 사실상 직렬 표준인 MODBUS는 수 백만 개의 자동화 장치가 지속적으로 통신할 수 있도록 지원하고 있습니다. MODBUS는 요청/응답 프로토콜이며 기능 코드별로 지정된 서비스를 제공합니다. 프레임의 구성은 Application Data Unit인 ADU와 Protocol Data Unit인 PDU로 구성되어 있습니다.
2 프레임 구조
2.1 Packet Discription
mightyZAP은 MODBUS-RTU 프로토콜 내용을 준수합니다.
본 매뉴얼에 나오지 않은 사항들은 아래의 관련 표준 문서를 참조하여 주시기 바랍니다.
2.1.1 Packet Structure
MODBUS-RTU 프로토콜의 최대 송수신 패킷 길이는 256 Byte 입니다. 따라서 송수신 패킷의 총 길이가 256Byte 를 넘기지 않도록 주의하여 주십시오.
MODBUS-RTU 통신 Mode 는 Packet 을 구분하기 위해서 아래 그림과 같이 시작과 끝 사이에 최소 3.5 Char 이상의 이 필요합니다.
- 송신 패킷 구조
| Address | Fucntion code | Data | Error Check | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| byte | 0 | 1 | 2 | n-1 | n | ||
| 내용 | mightyZAP ID | Function | Data | CRC(MSB) | CRC(LSB) | ||
- 수신 패킷 구조 - 정상 응답
| Address | Fucntion code | Data | Error Check | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| byte | 0 | 1 | 2 | n-1 | n | ||
| 내용 | mightyZAP ID | Function | Data | CRC(MSB) | CRC(LSB) | ||
- 수신 패킷 구조 - 비 정상 응답
| Address | Fucntion code | Data | Error Check | ||
|---|---|---|---|---|---|
| byte | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 내용 | mightyZAP ID | Function + 0x80 | Exception code | CRC(MSB) | CRC(LSB) |
2.1.2 Packet Element 설명
2.1.2.1 Start
- 서로 다른 Frame 간의 구별을 위한 최소한의 시간을 의미합니다.
- 통신 속도 57600bps에서 1bit의 전송 시간은 0.017msec이고, Start time이 3.5 character time(1 character = 8bit)임으로 최소 start time은 0.486msec 입니다.
- Start time 이내의 다른 frame 이 전송되면, 이전 frame 의 연속된 데이터로 인식 합니다.
2.1.2.2 Address
- mightyZAP의 ID로 다중 연결 방식으로 Daisy Chain 연결 지원을 위한 식별자 입니다.
- ID가 '0'일 경우 Broadcasting ID로 동작합니다.
2.1.2.3 Function Code
- mightyZAP에서 지원하는 Modbus-RTU 표준 Function code는 다음과 같습니다.
| Function | Code | Description |
|---|---|---|
| Read Holding Register | 0x03 | mightyZAP의 Data를 읽어오기 |
| Write Single Register | 0x06 | mightyZAP의 특정 주소에 Data값을 Setting 하기 |
| Write Multiple Register | 0x10 | mightyZAP의 연속된 주소에 Data값을 Setting 하기 |
2.1.2.4 Data
송신
- Read Register 명령의 경우 Modbus 주소, 레지스터 개수, Byte 개수 등을 지정하게 되며, Write Register 명령의 경우 Modbus 주소, Byte 개수, 설정 할 값 등을 지정하게 됩니다.
수신 - Read Register 명령의 경우, 정상 응답은 Node ID 와 Function Code 가 송신 때와 동일한 값으로 수신 되며, Data 는 송신 때 보낸 Register 순서에 따라 각 Register 의 값이 수신 됩니다.
- Write Single Register 명령의 경우, 송신 때와 동일한 데이터가 수신됩니다. Write Multi Register 의 경우에는 Write Multi Register 명령으로 데이터를 쓰고자 한 Register 의 시작 주소와 Register 개수가 수신됩니다.
- 이상응답의 경우에는 Node ID, Error Code, Exception Code 로 구성되며, 이상응답의 패킷 구조는 Function Code 와 관계없이 모두 동일합니다.
2.1.2.5 CRC
- 16 비트 CRC 값을 입력하며 2 byte로 구성됩니다.
- 전송 순서는 하위 1byte, 상위 1byte순 입니다.
- CRC Check Method 는 CRC-16(X^16 + X^15+X^2+1) 입니다 인터넷에서 CRC-16 Modbus 계산기를 검색하시어 사용하시면 쉽게 계산 값을 얻을 수 있습니다.
2.1.2.6 Exception Code
- mightyZAP에서 지원하는 모든 Function Code 의 이상 응답에 대한 Exception Code 는 아래와 같이 정의되어 있습니다.
| Exception Code | Description | |
|---|---|---|
| 0x01 | Illegal Function | 지원하지 않는 Function Code |
| 0x02 | Illegal Data Address | 잘못된 레지스터 주소 |
| 0x03 | Illegal Data Value | 잘못된 데이터 값 |
| 0x04 | Slave Device Failure | 장치 고장, 파라미터 설정값 이상(ready) |
| 0x05 | Acknowledge | 데이터가 준비되지 않은 상태(ready) |
| 0x06 | Slave Device Busy | 파라미터 잠금 상태 |
2.2 프로토콜 Function Code 설명
2.2.1 Read Holding Register (0x03)
단일 레지스터(16bit 데이터) 및 연속된 레지스터 블록(16bit 데이터 단위)의 값을 읽습니다.
2.2.1.1 Packet Description
| Address | Fucntion code | Starting Address | Quantity of Register | CRC | |
|---|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 2 byte | 2 byte | 2 byte |
| Data | 0x03 | 0x0000 to 0xffff | 1 to 125(0x7d) |
| Address | Fucntion code | Byte Count | Register Value | CRC | |
|---|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 1 byte | N* x 2 bytes | 2 byte |
| Data | 0x03 | 2 x N* |
*N = Quantity of Registers
| Address | Error code | Exception Code | CRC | |
|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 1 byte | 2 byte |
| Data | 0x83 | 0x01 to 0x06 |
2.2.1.2 frame detail
- Address
데이터를 읽고 자 하는 mightyZAP의 ID를 의미 합니다. - Function Code Read Holding Register 명령의 의미하는 code 0x03
- Starting Address 읽고자 하는 데이터의 시작 주소를 의미하며 2 byte로 구성됩니다.
- Quantity of Register 읽고자 하는 데이터의 크기를 의미하며 2 byte로 구성됩니다.
- CRC CRC 에러 체크 방법을 이용하며 2 byte로 구성됩니다.
- Byte Count 응답하는 데이터의 수를 의미 합니다.
- Register Value 요청 프레임의 Address를 시작 주소로 하여 바이트 단위로 데이터를 송신합니다. 이때 데이터는 워드 타입이므로 바이트 수에 2배를 해준 크기와 동일합니다.
- Error code Error code는 Function Code 에 80(Hex)값을 더하여 표현되며 Read Holding register의 경우 83(Hex)으로 전송됩니다.
- Exception code 상세 에러 내역을 의미하며 1바이트로 구성됩니다.
2.2.1.3 Example
#1 - Read Present Position (0xD2)- Request
| Address | Fucntion code | Starting Address Hi | Starting Address Lo | Quantity of Register Hi | Quantity of Register Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x00 | 0xD2 | 0x00 | 0x01 | 0x24 | 0x33 |
- Request OK -Present Position Data :1000
| Address | Fucntion code | Byte Count | Register value Hi | Register value Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x03 | 0xe8 | 0xB8 | 0xFA |
- Request Not OK
| Address | Error code | Exception Code | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x83 | 0x04 | CRC Lo | CRC hi |
- Request
| Address | Fucntion code | Starting Address Hi | Starting Address Lo | Quantity of Register Hi | Quantity of Register Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x00 | 0xD3 | 0x00 | 0x01 | 0x75 | 0xf3 |
- Request OK -Present Current Data : 426
| Address | Fucntion code | Byte Count | Register value Hi | Register value Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x01 | 0xAA | 0x39 | 0xAB |
- Request Not OK
| Address | Error code | Exception Code | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x83 | 0x04 | 0x40 | 0xF3 |
2.2.2 Write Single Register
단일레지스터(16bit 데이터)에 값을 씁니다.
2.2.2.1 Packet Description
| Address | Fucntion code | Register Addresse | Register Value | CRC | |
|---|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 2 byte | 2 byte | 2 byte |
| Data | 0x06 | 0x0000 to 0xffff | 0x0000 to 0xffff |
| Address | Fucntion code | Register Addresse | Register Value | CRC | |
|---|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 2 byte | 2 byte | 2 byte |
| Data | 0x06 | 0x0000 to 0xffff | 0x0000 to 0xffff |
*N = Quantity of Registers
| Address | Error code | Exception Code | CRC | |
|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 1 byte | 2 byte |
| Data | 0x86 | 0x01 to 0x06 |
2.2.1.2 frame detail
- Address 데이터를 쓰려고하는 mightyZAP의 ID를 의미 합니다.
- Function Code Write Single Register 명령의 의미하는 code 0x06
- Register Addresse 쓰기 원하는 데이터의 주소를 의미하며 2 byte로 구성됩니다.
- Register Value 쓰기 원하는 데이터의 값으로 2 byte로 구성됩니다.
- CRC CRC 에러 체크 방법을 이용하며 2 byte로 구성됩니다.
- Error code Error code는 Function Code 에 80(Hex)값을 더하여 표현되며 Read Holding register의 경우 83(Hex)으로 전송됩니다.
- Exception code 상세 에러 내역을 의미하며 1바이트로 구성됩니다.
2.2.2.2 Example
#1 - Write Goal Position (0xCD)- Request - Goal Position Data : 1000
| Address | Fucntion code | Register Address Hi | Register Address Lo | Register Value Hi | Register Value Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x06 | 0x00 | 0xCD | 0x03 | 0xE8 | 0x18 | 0x8B |
- Request OK
| Address | Fucntion code | Register Address Hi | Register Address Lo | Register Value Hi | Register Value Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x06 | 0x00 | 0xCD | 0x03 | 0xE8 | 0x18 | 0x8B |
- Request Not OK
| Address | Error code | Exception Code | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x86 | 0x04 | CRC Lo | CRC hi |
- Request - Goal Current Data : 800
| Address | Fucntion code | Register Address Hi | Register Address Lo | Register Value Hi | Register Value Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x06 | 0x00 | 0xD1 | 0x03 | 0x20 | 0xD8 | 0xDB |
- Request OK
| Address | Fucntion code | Starting Address Hi | Starting Address Lo | Quantity of Register Hi | Quantity of Register Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x06 | 0x00 | 0xD1 | 0x03 | 0x20 | 0xD8 | 0xDB |
- Request Not OK
| Address | Error code | Exception Code | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x86 | 0x04 | 0x40 | 0xF3 |
2.2.3 Write Multi Register(0x10)
연속된 레지스터 블록(16bit 데이터 단위)에 값을 씁니다.
2.2.3.1 Packet Description
| Address | Fucntion code | Starting Address | Quantity of Register | Byte Count | Registers Value | CRC | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 2 bytes | 2 bytes | 1Byte | N* x 2 Bytes | 2 byte |
| Data | 0x10 | 0x0000 to 0xffff | 0x0000 to 1 to 0x007B(123) | 2 x N* | value |
| Address | Fucntion code | Starting Address | Quantity of Register | CRC | |
|---|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 2 bytes | 2 bytes | 2 byte |
| Data | 0x10 | 0x0000 to 0xffff | 0x0000 to 1 to 0x007B(123) |
*N = Quantity of Registers
| Address | Error code | Exception Code | CRC | |
|---|---|---|---|---|
| Size(byte) | 1 byte | 1 byte | 1 byte | 2 byte |
| Data | 0x90 | 0x01 to 0x06 |
2.2.3.2 frame detail
- Address 데이터를 쓰려고하는 mightyZAP의 ID를 의미 합니다.
- Function Code Write Multi Register 명령의 의미하는 code 0x10
- Start Addresse 연속해서 쓰기 원하는 데이터의 시작 주소를 의미하며 2 byte로 구성됩니다.
- Quantity of Register 쓰기 원하는 데이터의 크기를 의미하며 2 byte로 구성됩니다.
- Byte Count 연속해서 쓰기 원하는 데이터의 수를 의미 합니다.
- Registers Value 쓰기 원하는 데이터의 값으로 2 byte를 한 세트로 구성됩니다. Byte Count에 입력 한 수 만큼의 데이터 세트를 추가해야 합니다
- CRC CRC 에러 체크 방법을 이용하며 2 byte로 구성됩니다.
- Error code Error code는 Function Code 에 80(Hex)값을 더하여 표현되며 Read Holding register의 경우 0x90으로 전송됩니다.
- Exception code 상세 에러 내역을 의미하며 1바이트로 구성됩니다.
2.2.3.3 Example
#1 - Multi Write Goal Speed(0xD0) & Goal Current (0xD1)- Request - Goal Speed Data : 1000, Goal Current Data : 800
| Address | Fucntion code | Starting Address Hi | Starting Address Lo | Quatity of Register Hi | Quatity of Register Lo | Byte Count | Register Value Hi | Register Value Lo | Register Value Hi | Register Value Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x10 | 0x00 | 0xD0 | 0x00 | 0x02 | 0x04 | 0x03 | 0xE8 | 0x03 | 0x20 | 0x7F | 0xAB |
- Request OK
| Address | Fucntion code | Starting Address Hi | Starting Address Lo | Quatity of Register Hi | Quatity of Register Lo | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x10 | 0x00 | 0xD0 | 0x00 | 0x02 | 0x40 | 0x31 |
- Request Not OK
| Address | Error code | Exception Code | CRC Lo | CRC hi |
|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x83 | 0x04 | 0x40 | 0xF3 |