Modbus TCP 是 Modbus 协议的一个变体，它运行在 TCP/IP 网络之上。相比于 Modbus RTU 和 Modbus ASCII 这两种基于串行通信的 Modbus 协议，Modbus TCP 支持更快的数据传输速度和更远的通信距离。由于基于 TCP/IP，Modbus TCP 可以在以太网上进行通信，使其非常适合于现代工业自动化系统。
基本概念
TCP/IP 网络 ：Modbus TCP 使用 TCP/IP 协议栈进行通信，确保了数据传输的可靠性。
端口号 ：Modbus TCP 通常使用 502 号 TCP 端口。
MBAP 头 ：Modbus Application Protocol 头是 Modbus TCP 特有的，用于封装传统 Modbus 请求和响应报文，以便在 TCP/IP 网络上传输。
MBAP 头结构
MBAP 头由以下几部分组成：
事务标识符 （2 字节）：用于同步请求和响应之间的消息。
协议标识符 （2 字节）：用于 Modbus 协议，固定为 0x0000。
长度字段 （2 字节）：标识后续字段的长度（包括单元标识符、功能码、数据）。
单元标识符 （1 字节）：标识远程服务器，对于 Modbus TCP 通常设置为 0xFF。
功能码
Modbus TCP 支持的功能码与 Modbus RTU 相同，包括但不限于：
读线圈（01）
读离散输入（02）
读保持寄存器（03）
读输入寄存器（04）
写单个线圈（05）
写单个寄存器（06）
写多个线圈（15）
写多个寄存器（16）
通信示例
假设有一个操作要求读取从设备的保持寄存器，从寄存器地址 100 开始，读 3 个寄存器。
读取保持寄存器请求
MBAP 头 + PDU（协议数据单元）
请求示例（十六进制）：00 01 00 00 00 06 01 03 00 64 00 03
00 01：事务标识符。
00 00：协议标识符。
00 06：长度（6 字节，不包括 MBAP 头的长度）。
01：单元标识符。
03：功能码，表示读保持寄存器。
00 64：起始寄存器地址（100）。
00 03：读取的寄存器数量（3 个）。
读取保持寄存器响应
MBAP 头 + PDU（协议数据单元）
响应示例（十六进制）：00 01 00 00 00 09 01 03 06 02 2B 00 00 00 64
00 01：事务标识符（与请求相匹配）。
00 00：协议标识符。
00 09：长度（9 字节，不包括 MBAP 头的长度）。
01：单元标识符。
03：功能码。
06：字节计数（3 个寄存器×2 字节 / 寄存器 = 6 字节）。
02 2B：第一个寄存器的值。
00 00：第二个寄存器的值。
00 64：第三个寄存器的值。
报文规则
Modbus TCP 的报文规则确保了在 TCP/IP 网络上可靠地传输 Modbus 命令。事务标识符允许同步请求与响应，即使在异步通信环境中也能匹配。长度字段确保接收方能够正确地解析后续的 PDU 部分。通过单元标识符，可以在同一网络上与多个远程设备通信，尽管在大多数实现中，此字段通常被设置为 0xFF。
Modbus TCP 使得 Modbus 协议能够在现代的网络环境中使用，扩展了其在工业自动化领域的应用范围。
