Протокол Modbus обычно называют дедушкой индустриальных сетей. В нынешнюю эпоху веб-сервисов и протоколов интернет-связи общение и запрос ответа на коммуникационные сценарии практически живописны. Протоколы Modbus легко настраиваются в соответствии с промышленными и бизнес-требованиями. В связи с такой чрезвычайной популярностью и широким распространением приложений в различных областях в этой статье представлен подробный обзор связи Modbus, ее функциональных кодов, реализаций и приложений.
Что такое Modbus?
Modbus - это открытый стандарт RTU, который многие организации и инженеры внедряют в свои устройства без каких-либо платежей. Этот протокол считается наиболее распространенным протоколом связи и обычно доступен как средство связи инженерного электронного оборудования.
Подробно это коммуникация протокол, который используется для передачи информации между электронным оборудованием по последовательным линиям или через соединения Ethernet. В открытом стандарте это может реализовать любой желающий. Это, вероятно, используется для подключения системы управления с помощью RTU в снижаться в области власти.
Протокол Modbus четко определен как протокол ведущего и ведомого устройства, что означает, что инструмент, работающий как ведущий, заставит один или несколько инструментов работать как ведомый. Это ясно указывает на то, что ведомое устройство не возьмется за данные, ему нужно подождать, пока его запросят информацию. Мастер будет записывать информацию на подчиненные устройства, а затем считывать информацию из регистров подчиненных устройств в главное устройство. Всегда будет существовать зарегистрированный адрес с точки зрения ведомых регистров.
Как работает протокол связи Modbus?
Поскольку удаленный терминал (RTU) этого типа открытого стандарта использует подход ведущего и ведомого для создания связи между различными устройствами, это соответствует тому, что любое приложение, использующее сценарий RTU, будет иметь ведущее устройство Modbus и как минимум одно Подчиненное устройство. Это ясно указывает на то, что ведомое устройство не возьмется за данные, ему нужно подождать, пока его запросят информацию.
Связь Modbus
Связь между ведущим и ведомым устройствами осуществляется через последовательные шины или сети. в OSI подход, Modbus размещен на седьмом уровне. Целью этого является запрос протокола, а затем предоставление соответствующих услуг, указанных в функционирующих кодах. Эти функциональные коды протокола Modbus RTU являются компонентами запроса Modbus.
Чтобы разработать блок данных приложения Modbus, блок доставки должен инициировать транзакцию устройства. Это операция, которая уведомляет сервер о необходимости работы с заданным типом операции. Дизайн запроса, инициированного ведущим устройством, определяется протоколом приложения. Тогда код функции будет 8-битным, что составляет один байт. Только коды функций, которые находятся в диапазоне 1-25, считаются действительными, а в этом диапазоне 128-255 зарезервированы для исключительных ответов.
Архитектура
Когда есть запрос / сообщение от ведущего к ведомому, это означает, что именно поле кода функции уведомляет сервер о выполнении запрошенного действия. Для некоторых операций также будут некоторые подфункциональные коды. Например, ведущее устройство может считывать переходы ВКЛ и ВЫКЛ кластера различных входов / выходов.
Он также либо читает, либо записывает информацию группы регистров Modbus. Когда ответ ведомого устройства получен ведущим, тогда поле кода функции используется ведомым устройством, чтобы указать, является ли это обычным или исключительным ответом. Подчиненное устройство будет реагировать на запрос первого кода функции, если это нормальный ответ.
Вот как Протокол связи Modbus функционировал.
Коды функций
Протокол Modbus определяет несколько кодов функций, чтобы обеспечить доступ к регистрам. В основном это четыре различных блока данных, которые характеризуются Modbus, и здесь может произойти перекрытие номеров или адресов регистров. Поэтому из-за этого необходимо дать точное определение, где требуются адреса и где требуются функциональные коды.
В приведенной ниже таблице четко представлены Коды функций Modbus . Существует только одна подкатегория этих кодов. Но для некоторых соответствующих приложений они могут не применяться.
| Код функции Modbus | Тип реестра |
| 1 | Катушка для чтения |
| два | Чтение дискретных входов |
| 3 | Чтение холдинга регистры |
| 4 | Чтение входных регистров |
| 5 | Запись сингла |
| 6 | Составление единого регистра владения |
| 15 | Запись нескольких катушек |
| 16 | Запись нескольких регистров хранения |
Profibus v / s Modbus
Если сравнивать Profibus и Modbus как отдельные приложения, каждое из них имеет несколько преимуществ и приложений.
Modbus имеет простую конструкцию, оптимизированную работу и легко доступный протокол. Хотя существует некоторая разница в самом протоколе и в определении физического уровня, это создает проблемы при операциях с несколькими поставщиками. Тогда как Profibus - самый сложный протокол, который был построен для автоматизации целых отраслей. Он работает исключительно с функциями различных производителей, включая модемы, и проводит тщательную диагностику.
Когда интеллектуальное устройство подключается к контроллеру по принципу «точка-точка», или существует одно удаленное место, Modbus наилучшим образом обслуживает этот сценарий. В условиях, когда существует более одной точки, что означает несколько поставщиков, тогда Profibus работает наилучшим образом.
Одно приложение, которое становится все более популярным, обеспечивает лучшее из обоих миров. Это приложение использует Modbus для передачи данных между главным контроллером и концентратором данных, и у него есть удаленное место, где он использует Profibus.
Версии протокола
Версии протокола в этом устройстве существуют как для Ethernet, так и для последовательных портов. Варианты протоколов Modbus:
Modbus RTU
Для установления связи по протоколу он представляет данные в двоичном формате и в основном используется в последовательной связи. Сообщения в этой версии разделены периодами простоя. Формат, которому следуют в версии RTU, представляет собой циклическую проверку избыточности для механизма проверки, и это обеспечивает надежность данных.
Modbus ASCII
Чтобы установить связь по протоколу, ASCII символы используются и в основном реализуются в последовательной связи. Сообщения в этой версии разделены двоеточием («) и завершающим символом новой строки (/). Формат, который используется в версии ASCII, представляет собой продольную проверку избыточности для проверки механизма.
Modbus TCP
Эта версия Modbus реализована для связи через Сети TCP / IP соединение через порт 502. Этот вариант не требует какого-либо вычисления контрольной суммы, поскольку это обеспечивают сами нижние уровни.
Архитектура Modbus TCP
Modbus Plus
Это запатентованный вариант для Schneider Electric, и в отличие от других вариантов он поддерживает одноранговую связь между различными мастерами. Требуется специальный сопроцессор для управления быстрым HDLC, например изменением токена. Он использует витую пару со скоростью 1 Мбит / с и состоит из трансформаторной изоляции, размещенной на каждом узле. Для установления соединения между Modbus + и компьютерами необходим определенный тип оборудования, например, шина ISA.
Другие типы версий протокола:
- Enron
- Пемукс
- Modbus через UDP
Приложения Modbus
Основные приложения:
- Используется в области здравоохранения для автоматического анализа уровней температуры.
- Анализ поведения трафика
- Реализован в домашней автоматизации для упрощенной передачи данных
- Работает в таких отраслях, как газовая, нефтяная, геотермальная, гидроэнергетическая, ветряная и солнечная.
В дополнение к этому, другие основные концепции, которые также должны быть известны в концепции, включают визуализацию данных, типы регистров, коды исключений, связь с этими шлюзовыми устройствами, кодирование данных в этом типе RTU, представление данных, устранение неполадок, скорость и последовательная связь , и обмен сообщениями. В этой статье дается общее описание того, что такое Modbus, его работа, коды функций, версии протокола и приложения.
Возникающий вопрос, который должен быть решительно известен вместе со всем этим, заключается в том, какие
