▌原理概述
1. Modbus RTU/TCP协议简介
Modbus通信协议具有多个变种，其中最著名的是Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP三种。在工业现场一般都是采用Modbus RTU协议。与ModbusRTU协议相比较，ModbusTCP协议则是在RTU协议上加一个MBAP报文头，并且由于TCP是基于可靠连接的服务，RTU协议中的CRC校验码就不再需要，两者帧格式差异如图1所示。
图1
1.1 ModbusRTU
● Modbus RTU数据帧(ADU)由地址+PDU+校验组成，物理层为串口，包括RS232、RS422、RS485。
1.2Modbus TCP
● Modbus TCP数据帧(ADU)由MBAP+PDU组成，物理层为以太网接口；
● MBAP：报文头，长度7个字节。
1.3Modbus RTU/TCP共同点
● Modbus TCP和Modbus RTU数据帧中的PDU部分是相同的；
● PDU: 协议数据单元(Protocol Data Unit)，由功能码+数据组成。功能码是一个字节，数据长度不定，由具体功能码的具体功能决定。
2. Modbus RTU转Modbus TCP
Modbus RTU数据帧转为Modbus TCP数据帧过程为取出协议数据单元（PDU），并且加入报文头部（MBAP），将附加地址对应到报文头部的单元标识符，如图2所示。
图2
● 增加了报文头部，并且去掉了附加地址和差错校验；
● 事务处理标识：可以理解为报文的序列号，一般每次通信后就要加1以区别不同的通信数据报文，由客户端生成，应答时复制该值；
● 协议标识符：表示Modbus TCP协议，由客户端生成，应答时复制该值；
● 长度：表示该字节后面的数据长度，单位为字节；
● 单元标识符：设备地址，由客户端生成，应答时复制该值。
3. Modbus TCP转Modbus RTU
Modbus TCP数据帧转为Modbus RTU数据帧过程为取出协议数据单元（PDU），并且加入附加地址和差错校验，将报文头部的单元标识符对应到附加地址，如图3所示。
图3
● 单元标识符作为附加地址；
● 增加差错校验。
▌网关实现转换
1. Modbus RTU Master(RS485/RS232) 转 Modbus TCP Slave
该转换可实现用户终端作为Modbus TCP从机，数据采集中心作为Modbus RTU主机。网关实现Modbus RTU和Modbus TCP两种数据的转换，使用RS485/RS232接口与Modbus RTU主站通信，使用TCP Client与Modbus TCP从站通信，如图4所示。
图4
1.1 网关协议转换配置
以RS485为例，打开网关网页左边栏，选择【协议转换】，在转换选择页面里选择【Modbus RTU Master(RS485) 转 Modbus TCP Slave】，然后点击【保存】，如图5所示。
图5
1.2 网关TCP Client配置
打开网关网页左边栏，选择【网络配置】，在网络配置面里选择【TCP/UDP Client】，配置客户端参数，然后点击【保存】，如图6所示。
图6
1.3 RS232/RS485配置
打开网关网页左边栏，选择【RS232/RS485配置】，在网络配置面里选择【RS485】，配置串口参数，然后点击【保存】，如图7所示。
图7
1.4 模拟主/从机配置
用PC打开Modbus模拟软件，创建Modbus RTU主机和Modbus TCP从机，如图8所示。
图8
1.5 结果展示
Modbus RTU主机写入Modbus TCP从机的寄存器成功，并且读取Modbus TCP从机寄存器值成功，如图9所示。
图9
2. Modbus TCP Master 转 Modbus RTU Slave
该转换可实现传感器作为Modbus RTU从机，数据采集中心作为Modbus TCP主机。GZCOM-NET作为Modbus TCP和Modbus RTU两种数据的转换网关，使用TCP Server与Modbus TCP主站通信，使用RS485或RS232接口与 Modbus RTU从站通信，如图10所示。
图10
2.1 网关协议转换配置
打开网关的网页配置页面左边栏，选择【协议转换】，在转换选择页面里选择【Modbus TCP Master转Modbus RTU Slave】，然后点击【保存】，如图11所示。
图11
2.2 网关TCP Server配置
打开网关网页左边栏，选择【网络配置】，在网络配置面里选择【TCP Server】，配置服务器参数，然后点击【保存】，如图12所示。
图12
2.3 RS232/RS485配置
RS232/RS485配置方法Modbus RTU Master(RS485/RS232) 转 Modbus TCP Slave一样。
2.4 模拟主/从机配置
用PC打开Modbus模拟软件，创建Modbus TCP主机和Modbus RTU从机，如图 13所示。
图13
2.5 结果展示
Modbus TCP主机写入Modbus RTU从机的寄存器成功，并且读取Modbus RTU从机寄存器值成功，如图14所示。
图14
