Protocolul Modbus este denumit în general bunicul rețelelor industrializate. În era actuală a serviciilor web și a protocoalelor de comunicare pe internet, comunicarea și solicitarea de a răspunde scenariilor de comunicare sunt practic pitorești. Protocoale Modbus sunt configurate cu ușurință conform cerințelor industriale și de afaceri. Datorită acestei popularități extreme și a aplicațiilor răspândite în mai multe domenii, acest articol oferă o prezentare detaliată a comunicării Modbus, a codurilor sale funcționale, a implementărilor și a aplicațiilor.
Ce este Modbus?
Modbus este RTU standard deschis, unde multe organizații și ingineri îl implementează în dispozitivul lor fără a include niciun fel de plăți. Acest protocol este considerat cel mai omniprezent protocol de comunicare și, în general, accesibil ca mijloc de conectare a echipamentelor electronice de inginerie.
Într-un mod detaliat, acesta este comunicare protocol care este utilizat pentru transmiterea informațiilor între echipamentul electronic prin linii seriale sau prin conexiuni Ethernet. Într-o condiție standard deschisă, oricine o poate implementa. Acest lucru este probabil utilizat pentru conectarea unui sistem care controlează folosind un RTU în SCADA în domeniul energiei.
Protocolul Modbus este bine definit ca un protocol master și slave, ceea ce înseamnă că un instrument care funcționează ca master va face ca unul sau mai multe instrumente să fi funcționat ca un slave. Acest lucru indică în mod clar că sclavul nu va întreprinde date, trebuie să aștepte până când i sa cerut informația. Maestrul va nota informațiile pe dispozitivele slave și apoi citește informațiile din registrele slave către master. Va exista întotdeauna o adresă înregistrată din perspectiva registrelor de sclavi.
Cum funcționează protocolul de comunicație Modbus?
Deoarece unitatea terminală la distanță (RTU) a acestui tip de standard deschis folosește o abordare master și slave pentru a crea comunicații între diferite dispozitive, acest lucru corespunde că orice tip de aplicație care utilizează scenariul RTU va avea un dispozitiv master Modbus și cel puțin unul Dispozitiv sclav. Acest lucru indică în mod clar că sclavul nu va întreprinde date, trebuie să aștepte până când i sa cerut informația.
Comunicare Modbus
Comunicarea master și slave între dispozitive este activată fie prin magistrale seriale, fie prin rețele. În OSI abordare, Modbus este plasat în al șaptelea strat. Scopul acestui lucru este de a solicita protocolul și apoi de a furniza serviciile corespunzătoare menționate de codurile funcționate. Aceste coduri funcționale ale protocolului Modbus RTU sunt componentele cererii Modbus.
Pentru a dezvolta unitatea de date a aplicației Modbus, unitatea de livrare ar trebui să inițieze o tranzacție de dispozitiv. Aceasta este operațiunea care notifică serverul să lucreze la tipul de operație specificat. Proiectarea cererii care este instigată de dispozitivul principal este determinată de protocolul aplicației. Apoi, codul funcției va fi codat ca 8 biți, care este un octet. Numai codurile de funcții care sunt în intervalul 1-25 sunt considerate valide și în acest 128-255 sunt rezervate pentru răspunsuri excepționale.
Arhitectură
Când există o cerere / mesaj de la master la slave, aceasta înseamnă că câmpul de cod funcție este cel care notifică serverul să efectueze acțiunea solicitată. Pentru unele operații, vor exista și câteva coduri sub-funcționale. De exemplu, dispozitivul master poate citi tranzițiile ON și OFF ale unui cluster de intrări / ieșiri variate.
De asemenea, fie citește, fie scrie informațiile unui grup de registre Modbus. Când răspunsul sclavului este primit de către comandant, atunci câmpul codului funcției este utilizat de către sclav pentru a semnifica fie că este un răspuns excepțional, fie excepțional. Dispozitivul slave va răsuna pentru solicitarea primului cod de funcție în care există un răspuns normal.
Acesta este modul în care Protocol de comunicare Modbus a funcționat.
Coduri de funcții
Protocolul Modbus identifică mai multe coduri de funcții pentru a obține accesibilitatea registrelor. Există în principal patru blocuri de date diferite caracterizate de Modbus și aici s-ar putea întâmpla suprapunerea fie a numerelor de registru, fie a adreselor. Așadar, din această cauză, trebuie definită o definiție exactă unde sunt necesare adrese și unde sunt necesare coduri funcționale.
Tabelul de mai jos rezumă în mod clar Coduri funcție Modbus . Există o singură subcategorie a acestor coduri. Dar pentru câteva aplicații corespunzătoare, este posibil ca acestea să nu fie aplicate.
| Cod funcție Modbus | Tipul de registru |
| 1 | Bobina de citire |
| Două | Citirea intrărilor discrete |
| 3 | Citirea exploatației registre |
| 4 | Citirea registrelor de intrare |
| 5 | Scrierea unei singure bobine |
| 6 | Redactarea unui registru unic al exploatației |
| cincisprezece | Scrierea mai multor colaci |
| 16 | Scrierea mai multor registre de exploatație |
Profibus v / s Modbus
Pentru a compara Profibus și Modbus ca aplicații separate, fiecare dintre cele două are mai multe beneficii și aplicații.
Modbus are o construcție simplă, o funcționare simplificată și poate protocol ușor accesibil. Deși există o anumită diferență în protocol în sine și în definirea stratului fizic, acest lucru dezvoltă probleme în operațiunile cu mai mulți furnizori. În timp ce Profibus este cel mai complicat protocol care a fost construit pentru a automatiza toate industriile. Funcționează în mod excepțional în funcționalitățile multi-furnizor cu modemuri și deține diagnostice amănunțite.
În momentul conectării dispozitivului inteligent cu controlerul într-o abordare punct-la-punct, sau dacă există o locație la distanță, atunci Modbus servește cel mai bine acest scenariu. În condițiile în care există mai multe puncte, ceea ce înseamnă mai mulți furnizori, atunci Profibus servește în cel mai bun caz.
O aplicație care câștigă mai multă popularitate oferă cea mai excelentă dintre ambele lumi. Această aplicație utilizează Modbus pentru transmiterea datelor între controlerul principal și un concentrator de date și are o locație la distanță în care se folosește un Profibus.
Versiuni de protocol
Versiuni de protocol în acest dispozitiv există atât pentru porturile Ethernet, cât și pentru cele seriale. Variantele protocoalelor Modbus sunt:
Modbus rtu
Pentru a stabili comunicarea prin protocol, aceasta reprezintă date într-un format binar și este utilizată în cea mai mare parte în comunicarea în serie. Mesajele din această versiune sunt împărțite la perioade de repaus. Formatul urmat în versiunea RTU este o verificare a redundanței ciclice pentru a verifica mecanismul și acest lucru asigură fiabilitatea datelor.
Modbus ASCII
Pentru a stabili comunicarea prin protocol, ASCII caracterele sunt utilizate și sunt în mare parte implementate în comunicarea în serie. Mesajele din această versiune sunt împărțite la două puncte („) și la linia nouă (/). Formatul urmat în versiunea ASCII este o verificare a redundanței longitudinale pentru a verifica mecanismul.
Modbus TCP
Această versiune de Modbus este implementată pentru comunicații prin Rețele TCP / IP conectarea prin portul 502. Această variantă nu necesită nici un fel de calcul al sumei de control, deoarece nivelurile inferioare în sine oferă acest lucru.
Arhitectura Modbus TCP
Modbus Plus
Aceasta este varianta brevetată pentru Schneider Electric și, spre deosebire de alte tipuri de variante, acceptă tipuri de comunicații de la egal la egal între diferiți masterat. Are nevoie de un coprocesor angajat pentru a gestiona HDLC rapid, cum ar fi variația simbolurilor. Utilizează o pereche răsucită la 1 Mbit / s și constă din izolarea transformatorului plasată la fiecare nod. Un tip specific de hardware este necesar pentru a stabili o conexiune între Modbus + și computere, cum ar fi magistrala ISA.
Celelalte tipuri de versiuni de protocol sunt:
- Enron
- Pemux
- Modbus peste UDP
Aplicații Modbus
Aplicațiile majore sunt:
- Utilizat în domeniul asistenței medicale pentru analiza nivelurilor automate de temperatură
- Analiza comportamentului traficului
- Implementat în automatizarea casei pentru transfer de date simplificat
- Angajat în industrii precum gazul, petrolul, geotermala, hidelica, eoliană și solară
În plus față de acestea, celelalte concepte majore care trebuie cunoscute în concept sunt vizualizarea datelor, tipurile de registre, codurile de excepție, comunicarea cu aceste dispozitive gateway, codificarea datelor în acest tip de RTU, reprezentarea datelor, depanarea, viteza și comunicare în serie și mesagerie. Acest articol oferă o descriere generală a ceea ce este un Modbus, funcționarea acestuia, codurile de funcții, versiunile de protocol și aplicațiile.
Întrebarea care apare, care trebuie cunoscută în mod crucial împreună cu toate acestea, este care sunt
