Modbus-protokollaa kutsutaan yleensä teollistuneen verkostoitumisen isoisäksi. Verkkopalvelujen ja Internet-yhteyskäytäntöjen nykyisellä aikakaudella viestintä ja pyyntö vastata viestintäkenaarioihin ovat käytännöllisesti katsoen viehättäviä. Modbus-protokollat voidaan helposti konfiguroida teollisuuden ja liiketoiminnan vaatimusten mukaisesti. Tämän suuren suosion ja useissa toimialueissa levinneiden sovellusten takia tämä artikkeli tarjoaa yksityiskohtaisen yleiskatsauksen Modbus-viestinnästä, sen toiminnallisista koodeista, toteutuksista ja sovelluksista.
Mikä on Modbus?
Modbus on avoimen standardin mukainen RTU, jossa monet organisaatiot ja insinöörit ottavat sen käyttöön laitteessaan ilman minkäänlaisia maksuja. Tätä protokollaa pidetään yleisin tiedonsiirtoprotokolla ja yleisesti saatavilla keinona yhdistää tekniset elektroniset laitteet.
Yksityiskohtaisesti tämä on viestintä protokolla, jota käytetään tiedonsiirtoon elektronisten laitteiden välillä sarjajohtojen tai Ethernet-yhteyksien kautta. Kuka tahansa voi avoimessa vakio-tilassa toteuttaa sen. Tätä luultavasti hyödynnetään järjestelmän ohjauksessa, joka ohjaa RTU: ta lasku tehoalueella.
Modbus-protokolla on määritelty hyvin isäntä- ja orjaprotokollaksi, mikä tarkoittaa, että isäntänä toimiva työkalu tekee joko yhden tai useamman työkalun toimimaan orjana. Tämä osoittaa selvästi, että orja ei ota dataa, sen on odotettava, kunnes häneltä pyydettiin tietoja. Päällikkö kirjoittaa tietoja orjalaitteille ja lukee sitten tiedot orjarekistereistä isännälle. Orjarekistereiden näkökulmasta on aina olemassa rekisteröity osoite.
Kuinka Modbus Communication Protocol toimii?
Koska tämäntyyppisen avoimen standardin etäpääteyksikkö (RTU) käyttää isäntä- ja orja-lähestymistapaa viestinnän luomiseen eri laitteiden välillä, tämä tarkoittaa, että kaikilla RTU-skenaariota käyttävillä sovelluksilla on Modbus-päälaite ja vähintään yksi Orjalaite. Tämä osoittaa selvästi, että orja ei ota dataa, sen on odotettava, kunnes häneltä pyydettiin tietoja.
Modbus-tiedonsiirto
Laitteiden pää- ja orjaviestintä on mahdollista joko sarjaväylien tai verkkojen kautta. vuonna OSI lähestymistapa, Modbus sijoitetaan seitsemänteen kerrokseen. Tämän tarkoituksena on pyytää protokollaa ja toimittaa sitten vastaavat toiminnallisten koodien mainitsemat palvelut. Nämä Modbus RTU -protokollan toiminnalliset koodit ovat Modbus-pyynnön komponentteja.
Modbus-sovellustietoyksikön kehittämiseksi jakeluyksikön tulisi käynnistää laitetapahtuma. Tämä on toiminto, joka ilmoittaa palvelimelle työskentelemään tietyn tyyppisen toiminnan kanssa. Päälaitteen käynnistämän pyynnön suunnittelu määräytyy sovellusprotokollan avulla. Sitten toimintokoodi koodataan 8-bittiseksi, joka on yksi tavu. Vain toimintakoodit, jotka ovat alueella 1-25, katsotaan päteviksi, ja tässä 128-255 on varattu poikkeuksellisiin vastauksiin.
Arkkitehtuuri
Kun isännältä orjalle on pyyntö / viesti, tämä tarkoittaa, että toimintokoodikenttä ilmoittaa palvelimelle pyydetyn toiminnon suorittamisesta. Joillekin toiminnoille on myös joitain alitoimintokoodeja. Esimerkiksi päälaite voi lukea eri tulojen / lähtöjen klusterin ON ja OFF-siirtymiä.
Se joko lukee tai kirjoittaa Modbus-rekisteriryhmän tietoja. Kun isäntä vastaanottaa orjan vastauksen, orja käyttää toimintakoodikenttää merkitsemään joko poikkeuksellista tai poikkeuksellista vastausta. Orjalaite resonoi ensimmäisen toimintakoodin pyynnön ollessa normaalissa vastauksessa.
Näin Modbus-tiedonsiirtoprotokolla on toiminut.
Toimintakoodit
Modbus-protokolla tunnistaa useita toimintakoodeja saadakseen pääsyn rekistereihin. Modbusille on tyypillisesti neljä erilaista datalohkoa, ja tässä voi tapahtua joko rekisterinumeroiden tai osoitteiden päällekkäisyyksiä. Joten tämän vuoksi on määriteltävä tarkka määritelmä, missä osoitteet vaaditaan ja missä toiminnalliset koodit vaaditaan.
Seuraavassa taulukossa on esitetty yhteenveto selkeästi Modbus-toimintokoodit . Näistä koodeista on vain yksi alaluokka. Mutta muutamassa vastaavassa sovelluksessa näitä ei välttämättä sovelleta.
| Modbus-toimintokoodi | Rekisterin tyyppi |
| 1 | Lukukäämi |
| kaksi | Erillisten tulojen lukeminen |
| 3 | Tilan lukeminen rekisterit |
| 4 | Tulorekistereiden lukeminen |
| 5 | Yksikelan kirjoittaminen |
| 6 | Yhden tilarekisterin kirjoittaminen |
| viisitoista | Useiden kelojen kirjoittaminen |
| 16 | Useiden tilarekistereiden kirjoittaminen |
Profibus v / s Modbus
Profibuksen ja Modbusin vertailemiseksi erillisinä sovelluksina molemmilla on useita etuja ja sovelluksia.
Modbus on rakenteeltaan yksinkertainen, virtaviivainen ja helposti lähestyttävä protokolla. Vaikka protokollassa itsessään ja fyysisen kerroksen määrittelyssä on jonkin verran eroa, tämä kehittää kysymyksiä monen toimittajan toiminnoissa. Profibus on monimutkaisin protokolla, joka on rakennettu automatisoimaan koko teollisuutta. Se toimii poikkeuksellisesti usean toimittajan toiminnoissa, joissa on modeemeja, ja sillä on perusteellinen diagnoosi.
Kun älylaite kytketään ohjaimeen point-to-point-lähestymistavassa tai jos on olemassa yksi etäsijainti, Modbus palvelee parhaiten tätä skenaariota. Olosuhteissa, joissa on enemmän kuin yksi piste, mikä tarkoittaa useita toimittajia, Profibus palvelee parhaimmillaan.
Yksi sovellus, joka saa enemmän suosiota, tarjoaa kummastakin maailmasta erinomaisen. Tämä sovellus käyttää Modbusia tiedonsiirtoon pääohjaimen ja datakeskittimen välillä, ja sillä on etäpaikka, jossa tämä käyttää Profibusta.
Protokollaversiot
Protokollaversiot Tässä laitteessa on sekä Ethernet- että sarjaportteja. Modbus-protokollien muunnelmat ovat:
Modbus rtu
Protokollayhteyden muodostamiseksi tämä edustaa dataa binäärimuodossa ja sitä käytetään enimmäkseen sarjaliikenteessä. Tämän version viestit on jaettu käyttämättömien jaksojen mukaan. RTU-versiossa noudatettava muoto on syklinen redundanssitarkistus mekanismin varmistamiseksi ja tämä varmistaa tietojen luotettavuuden.
Modbus ASCII
Protokollayhteyden muodostamiseksi ASCII merkkejä hyödynnetään ja ne toteutetaan enimmäkseen sarjaliikenteessä. Tämän version viestit on jaettu kaksoispisteellä (“) ja perässä uusi viiva (/). ASCII-versiossa noudatettava muoto on pitkittäinen redundanssitarkistus mekanismin varmistamiseksi.
Modbus TCP
Tämä Modbus-versio on toteutettu tiedonsiirtoon TCP / IP-verkot linkitys portin 502 yli. Tämä muunnos ei vaadi minkäänlaista tarkistussumman laskemista, koska alemmat tasot itse tarjoavat tämän.
Modbus TCP -arkkitehtuuri
Modbus Plus
Tämä on Schneider Electricin patentoitu muunnos, ja toisin kuin muuntyyppiset versiot, se tukee vertaisviestintää eri masterien välillä. Se tarvitsee sitoutuneen rinnakkaisprosessorin nopeaan HDLC: hen, kuten token-muunnoksiin, hallintaan. Se käyttää kierrettyä paria nopeudella 1 Mbit / s ja koostuu muuntajan eristämisestä jokaiseen solmuun. Tietyn tyyppinen laitteisto on tarpeen yhteyden muodostamiseksi Modbus +: n ja tietokoneiden, kuten ISA-väylän, välille.
Muita protokollaversioita ovat:
- Enron
- Pemux
- Modbus UDP: n kautta
Modbus-sovellukset
Tärkeimmät sovellukset ovat:
- Käytetään terveydenhuollon alueella automatisoitujen lämpötilojen analysointiin
- Liikennekäyttäytymisen analyysi
- Toteutettu kodin automaatioon virtaviivaista tiedonsiirtoa varten
- Työskentelee muun muassa kaasun, öljyn, maalämpö-, hydeli-, tuuli- ja aurinkoteollisuudessa
Näiden lisäksi muut käsitteessä tunnetut pääkäsitteet ovat tietojen visualisointi, rekisterityypit, poikkeuskoodit, viestintä tämän yhdyskäytävälaitteiden kanssa, datan koodaus tämäntyyppisessä RTU: ssa, datan esitys, vianmääritys, nopeus ja sarjaliikenne ja viestit. Tässä artikkelissa annetaan yleiskuvaus siitä, mikä on Modbus, sen toiminnasta, toimintakoodeista, protokollaversioista ja sovelluksista.
Nouseva kysymys, joka on tunnettava ratkaisevasti kaikkien näiden kanssa, on mitä ovat
