Modbus protokol se obično naziva djedom industrijskog umrežavanja. U trenutnoj eri internetskih usluga i internetskih komunikacijskih protokola komunikacija i zahtjev za odgovaranjem na komunikacijske scenarije praktički su slikoviti. Modbus protokoli lako se konfiguriraju prema industrijskim i poslovnim zahtjevima. Zbog ove iznimne popularnosti i raširenih aplikacija na više domena, ovaj članak daje detaljan pregled Modbus komunikacije, njegovih funkcionalnih kodova, implementacija i aplikacija.
Što je Modbus?
Modbus je otvoreni standardni RTU, gdje ga mnoge organizacije i inženjeri implementiraju u svoj uređaj bez uključivanja bilo kakvih plaćanja. Ovaj se protokol smatra najprisutnijim komunikacijskim protokolom i općenito mu je dostupan kao sredstvo povezivanja inženjerske elektroničke opreme.
Na detaljan način, ovo je komunikacija protokol koji se koristi za prijenos informacija između elektroničke opreme serijskim linijama ili putem Ethernet veza. U otvorenom standardnom stanju, svatko ga može primijeniti. To se vjerojatno koristi za povezivanje sustava koji kontrolira pomoću RTU-a u smanjenje u domeni moći.
Protokol Modbusa dobro je definiran kao glavni i slave protokol, što znači da će alat koji funkcionira kao master napraviti jedan ili više alata koji će funkcionirati kao slave. To jasno ukazuje na to da slave neće uzimati podatke, treba pričekati dok se ne zatraže informacije. Master će zapisovati podatke na slave uređaje, a zatim ih čita iz registara slave. Uvijek će postojati registrirana adresa iz perspektive registara slave.
Kako djeluje Modbus komunikacijski protokol?
Budući da Remote Terminal Unit (RTU) ove vrste otvorenog standarda koristi master i slave pristup za stvaranje komunikacije na različitim uređajima, to odgovara da će svaka vrsta aplikacije koja koristi RTU scenarij posjedovati glavni uređaj Modbus i najmanje jedan Uređaj slave. To jasno ukazuje na to da slave neće uzimati podatke, treba pričekati dok se ne zatraže informacije.
Modbus komunikacija
Glavna i podređena komunikacija na uređajima omogućena je putem serijskih sabirnica ili mreža. U OSI pristupa, Modbus je smješten u sedmi sloj. Svrha toga je zatražiti protokol, a zatim pruža odgovarajuće usluge koje se spominju u funkcionalnim kodovima. Ovi funkcionalni kodovi protokola Modbus RTU komponente su zahtjeva za Modbus.
Da bi razvila podatkovnu jedinicu aplikacije Modbus, jedinica za isporuku trebala bi potaknuti transakciju uređaja. Ovo je operacija koja obavještava poslužitelj da radi na navedenoj vrsti operacije. Dizajn zahtjeva koji pokreće glavni uređaj određuje se protokolom aplikacije. Tada će se šifra funkcije kodirati kao 8-bit, što je jedan bajt. Samo se funkcionalni kodovi koji se nalaze u rasponu 1-25 smatraju valjanima, a u ovom 128-255 odvojeni su za iznimne odgovore.
Arhitektura
Kada postoji zahtjev / poruka od glavnog nadređenog uređaja, to znači da je polje funkcijskog koda ono koje obavještava poslužitelj da izvrši traženu radnju. Za neke će operacije postojati i neki podfunkcionalni kodovi. Na primjer, glavni uređaj može čitati ON i OFF prijelaze klastera različitih ulaza / izlaza.
Također čita ili zapisuje informacije o grupi Modbusovih registara. Kada master primi odgovor slave-a, tada slave koristi polje funkcijskog koda da bi označio da je to izvanredan ili izuzetan odgovor. Podređeni uređaj će odjeknuti na zahtjev prvog funkcijskog koda jer postoji normalan odgovor.
Ovo je način na koji Modbus komunikacijski protokol je funkcionirao.
Kodovi funkcija
Protokol Modbusa identificira više funkcionalnih kodova kako bi se dobio pristup registrima. Postoje uglavnom četiri različita bloka podataka koja karakterizira Modbus i ovdje se može dogoditi preklapanje brojeva registra ili adresa. Zbog toga se mora definirati točna definicija tamo gdje su potrebne adrese i gdje su potrebni funkcionalni kodovi.
Tablica u nastavku jasno sažima Modbus funkcionalni kodovi . Postoji samo jedna potkategorija ovih kodova. Ali za nekoliko odgovarajućih aplikacija, oni se možda neće primijeniti.
| Modbus funkcijski kod | Vrsta registra |
| 1 | Zavojnica za čitanje |
| dva | Očitavanje diskretnih ulaza |
| 3 | Očitavanje držanja registri |
| 4 | Čitanje ulaznih registara |
| 5 | Pisanje jednostruke zavojnice |
| 6 | Pisanje registra jednog posjeda |
| petnaest | Zapisivanje više zavojnica |
| 16 | Pisanje višestrukih registara posjeda |
Profibus v / s Modbus
Za usporedbu Profibusa i Modbusa kao zasebnih aplikacija, svaki od njih ima višestruke prednosti i primjene.
Modbus ima jednostavnu konstrukciju, pojednostavljen rad i lako dostupan protokol. Iako postoje neke razlike u samom protokolu i u definiciji fizičkog sloja, to stvara probleme u operacijama više dobavljača. Dok je Profibus najsloženiji protokol koji je napravljen za automatizaciju cijele industrije. Izuzetno djeluje u multi-prodajnim funkcionalnostima koje imaju modeme i ima temeljitu dijagnostiku.
U vrijeme povezivanja pametnog uređaja s kontrolerom u pristupu od točke do točke ili ako postoji jedno udaljeno mjesto, tada Modbus najbolje poslužuje ovaj scenarij. U uvjetima kada postoji više od jedne točke što znači više dobavljača, tada Profibus služi u najboljem slučaju.
Jedna aplikacija koja stječe veću popularnost nudi najizvrsnije iz oba svijeta. Ova aplikacija koristi Modbus za prijenos podataka između glavnog kontrolera i koncentratora podataka i ima udaljeno mjesto na kojem to koristi Profibus.
Verzije protokola
Verzije protokola u ovom uređaju postoje i Ethernet i serijski priključci. Inačice Modbus protokola su:
Modbus rtu
Da bi se uspostavila protokolarna komunikacija, ovo predstavlja podatke u binarnom formatu i uglavnom se koristi u serijskoj komunikaciji. Poruke u ovoj verziji podijeljene su po mirovanju. Format koji se slijedi u verziji RTU je ciklična provjera redundancije radi provjere mehanizma, što osigurava pouzdanost podataka.
Modbus ASCII
Da biste uspostavili protokolarnu komunikaciju, ASCII znakovi se koriste i uglavnom se implementiraju u serijsku komunikaciju. Poruke u ovoj verziji podijeljene su dvotočkom (“) i pratećom novom linijom (/). Format koji se slijedi u verziji ASCII je provjera uzdužnog viška radi provjere mehanizma.
Modbus TCP
Ova verzija Modbusa implementirana je za komunikaciju putem TCP / IP mreže povezivanje preko porta 502. Ova varijanta ne zahtijeva bilo kakvu kalkulaciju kontrolne sume jer to osiguravaju niže razine.
Modbus TCP arhitektura
Modbus Plus
Ovo je patentirana varijanta za Schneider Electric i, za razliku od ostalih vrsta verzija, podržava peer to peer vrstu komunikacije između različitih majstora. Potreban mu je predani koprocesor za upravljanje brzim HDLC-om, poput varijacije tokena. Koristi upletenu paru brzinom od 1 Mbit / s, a sastoji se od izolacije transformatora postavljene na svakom čvoru. Za uspostavljanje veze između Modbusa + i računala, poput ISA sabirnice, potrebna je posebna vrsta hardvera.
Ostale vrste verzija protokola su:
- Enron
- Pemux
- Modbus preko UDP-a
Modbus aplikacije
Glavne primjene su:
- Koristi se u domeni zdravstva za analizu automatiziranih razina temperature
- Analiza prometnog ponašanja
- Primijenjeno u automatizaciji kuće za pojednostavljeni prijenos podataka
- Zaposlen u industrijama kao što su plin, nafta, geotermalna energija, Hydel, vjetar i solarna energija
Uz ove, drugi glavni koncepti koji će također biti poznati u konceptu su vizualizacija podataka, tipovi registara, kodovi iznimki, komunikacija s ovim gateway uređajima, kodiranje podataka u ovoj vrsti RTU-a, predstavljanje podataka, rješavanje problema, brzina i serijska komunikacija i slanje poruka. Ovaj članak daje cjelovit opis što je Modbus, njegov rad, funkcionalne kodove, verzije protokola i aplikacije.
Pitanje koje se nameće i koje mora biti presudno poznato zajedno sa svim tim je što su
