Modbus RTU通讯协议：瑞银电能表的"普通话"指南

 Modbus RTU协议就像工业设备间的"普通话"，让不同品牌的电能表、传感器等设备能够顺畅"交流"。

瑞银Modbus通讯协议应用演示

 本文将用最简单易懂的方式，带您了解Modbus RTU在电能表中的应用，即使您是完全没有技术背景的小白，也能轻松掌握这一重要工业通信协议的核心要点。

1、什么是Modbus RTU协议？

  Modbus RTU是一种串行通信协议，最初由Modicon公司（现为施耐德电气的一部分）在1979年为其PLC（可编程逻辑控制器）开发。

  如今，它已成为工业自动化领域应用最广泛的协议之一，全球有超过400家厂商支持。

Modbus协议

为什么叫"RTU"？RTU是英文"Remote Terminal Unit"（远程终端设备）的缩写，表明这种协议主要用于远程设备间的通信。它就像电力设备间的"短信系统"，通过简单的请求和回复机制实现数据交换。

2、Modbus RTU如何工作？

Modbus RTU采用 主从式通信架构 ，就像一个教室里的老师和学生

■主站（Master） ：相当于"老师"，通常是电脑、PLC或集中器，负责发起问题和指令 。

■从站（Slave） ：相当于"学生"，如电能表、传感器等设备，只能回答老师的提问，不能主动发言 在电能表应用中。

3、Modbus RTU的报文格式设备间的"短信模板"

Modbus RTU的通信报文就像一条精心设计的短信，有固定的格式要求。

一条完整的Modbus RTU报文包含以下几个部分：

地址码	功能码	数据域	校验码
8-Bits	8-Bits	N×8-Bits	16-Bits

●地址码 （1字节）：相当于"收件人电话"，标识目标电能表的地址（1-247），0为广播地址。 

●功能码 （1字节）：相当于"短信类型"，告诉电能表要做什么操作（如读数据、写数据等） 。

●数据域 （N字节）：具体要传输的信息内容，如寄存器地址、数据值等 。

●CRC校验码 （2字节）：相当于"防伪码"，用于检查信息在传输过程中是否出错 。

  以读取瑞银电能表总正向有功电能数据的典型报文为例：

[地址00][功能码03][起始地址00 0C][读取长度00 02][CRC校验05 D9]

  这相当于说："所有电表，请从000C号寄存器开始，读取1个寄存器的数据"。

1号电能表收到后会回复：

[地址01][功能码03][数据长度04][数据00 00 00 00][CRC校验FA 33]

表示："1号电表回复：读到的总正向有功电能数据值是00 00 00 00（十六进制）"（注意：该1号表为未经使用的新表）。下图为测试演示图：

4、电能表中的"数据本"：寄存器详解

  Modbus RTU协议中，电能表的各种数据都存储在"电子表格"——寄存器中。寄存器主要分为四种类型：

寄存器类型	读写权限	功能码	典型存储内容
线圈寄存器	读写	01,05	继电器状态、开关控制
离散输入寄存器	只读	02	开关量输入（如报警信号）
输入寄存器	只读	04	实时测量数据（电压、电流等）
保持寄存器	读写	03,06	设备参数、累计电量等

  在电能表应用中，最常见的寄存器是：

●输入寄存器：（04H功能码）：存储实时测量的电压、电流、功率等数据.

●保持寄存器：（03H功能码）：存储累计电量、设备参数等

5、瑞银电能表Modbus寄存器地址信息表

  modbus 协议广播地址0x00，瑞银电能表具体modbus协议寄存器地址信息，详见下面表格：

寄存器	变量名称	属性		数据 类型	个数	备 注
十六进制		单位	读写
0x0000	直流电压	V	RO	S16	1	-9999~9999	读数=有效值×10(小数点-3)例：读到数据为 5000，小数点为 2，即实际数据为：5000*10(2-3) =500.0
0x0001	电压小数点	无	RO	U16	1	值固定为：0
0x0002	直流电流值	A	RO	S16	1	-9999~ 9999
0x0003	电流小数点	无	RO	U16	1	值固定为：1
0x0008	功率值	kW	RO	S16	1	-9999~ 9999
0x0009	功率小数点	无	RO	U16	1	值固定为：1
0x000C	总正向有功电能	0.001kWh	RO	U32	2	高字节在前，低字节在后;
0x203C	1 路电压	0.0001V	RO	I32	2	高字节在前，低字节在后;
0x203E	2 路电压	0.0001V	RO	I32	2	恒为0；
0x2040	1 路电流	0.0001A	RO	I32	2	高字节在前，低字节在后;
0x2042	2 路电流	0.0001A	RO	I32	2	恒为0；
0x2044	1路功率	0.0001kW	RO	I32	2	高字节在前，低字节在后;
0x2046	2路功率	0.0001kW	RO	I32	2	恒为0；
0x9A00	正向有功总电能	kWh	RO	float	2
0xA001/0x8900	本机地址	无	RW	U16	1	0~247

备  注 说 明

名称	描述
U16	无符号16 位整形
U32	无符号32位整形
I16	有符合16位整形
I32	有符合32位整形
float	浮点数，IEEE754
RO	只读数据
RW	可读可写
WO	只写数据

6、读取瑞银电能表报文演示

  通过瑞银电能表上位机软件，读取DJZ1226直流智能电能表的：总正向有功电能、电压、电流、功率以及表地址。

如上图演示，上位机发送与接收的详细报文内容：

13:25:30.229 Total positive active energy(000C0002) ...

13:25:30.256 ▼Send:00 03 00 0C 00 02 05 D9

13:25:30.344 ▲Receive:01 03 04 00 00 00 00 FA 33

13:25:30.359 DC voltage(00000002) ...

13:25:30.424 ▼Send:00 03 00 00 00 02 C5 DA

13:25:30.428 ▲Receive:01 03 04 00 17 00 03 0A 36

13:25:30.494 DC current(00020002) ...

13:25:30.522 ▼Send:00 03 00 02 00 02 64 1A

13:25:30.610 ▲Receive:01 03 04 00 30 00 02 7B FD

13:25:30.621 Power(00080002) ...

13:25:30.682 ▼Send:00 03 00 08 00 02 44 18

13:25:30.690 ▲Receive:01 03 04 00 01 00 02 2A 32

13:25:30.702 Communication Address 2(A0010001) ...

13:25:30.779 ▼Send:00 03 A0 01 00 01 F6 1B

13:25:30.783 ▲Receive:01 03 02 00 01 79 84

13:25:30.795 End of reading data.

7、常见问题与调试技巧

  即使Modbus RTU协议相对简单，在实际应用中仍可能遇到各种问题。以下是电能表通信中常见的故障及解决方法：

01通讯完全无响应

●检查物理连接 ： 

▪RS-485接线是否正确（A/B线是否接反）。

▪ 终端电阻是否匹配（一般在总线两端各接120Ω电阻）。

▪ 通信距离是否超出限制（RS-485理论可达1200米，但实际受环境影响） 。

●验证参数设置 ： 

▪波特率、数据位、停止位、校验方式是否与电能表一致 。

▪设备地址是否设置正确（无重复地址）。

02通讯时好时坏

●检查线路干扰：

▪使用双绞屏蔽线，并确保屏蔽层单端接地 。

▪避免与强电线缆平行走线。 

●测试单个设备 ： 

▪逐个接入电能表，排查故障设备。 

▪使用瑞银电子专用上位机软件（如AMS）直接与电能表通信，确认问题所在。

03数据错误

●验证CRC校验：

▪检查发送和接收的CRC码是否一致 。

▪确认数据字节顺序（Modbus RTU通常为小端模式）。

● 检查寄存器映射 ： 

▪确认使用的寄存器地址与电能表说明书一致 。

▪注意寄存器地址的偏移量。

 

  如您需要使用本文中的瑞银上位机软件（Modbus RTU协议），请联系您购买瑞银电能表的订单负责人，以及获得更多售后技术支持。

审核编辑 黄宇