Modbus je odprt serijski komunikacijski protokol. Zasnovan je bil leta 1979 za uporabo s programirljivimi logičnimi krmilniki (PLC-ji). Najpogosteje uporabljen protokol v celotni industrijski avtomatizaciji. Modbus je zelo priljubljen. To je zelo preprosta in enostavna naprava s standardno serijsko komunikacijo. V omrežju Modbus vsaka naprava gleda v omrežje kot niz tuljav (bitov) in registrov. Čarovnik bere in zapisuje te tuljave in registre z uporabo zelo preprostega in jedrnatega niza ukazov. Komunikacija se premika samo v eno smer.


Izvajanje protokola Modbus, vzpostavljenega v praksi, je zelo kratko. Čeprav obstaja dvajset glavnih ekip, se le nekatere od njih res izvajajo. Najpogostejši ukazi so bralne tuljave, zapisljive tuljave, bralniki primerov, namestitev registrov. Majhen nabor ekip - še en razlog za priljubljenost protokola.

Modbus - napredni protokol

Pretvornik protokolov se pogosto uporablja iz več razlogov:

Modbus je odprtokodni protokol. To pomeni, da je lahko vključen v širok spekter vrst naprav iz katerega koli prodajalca strojne opreme.

Uporablja preprosto strukturo sporočil, zaradi katere je manj zapletena pri uvajanju. Lahko zahteva vsenekaj dni za izvedbo. To je jasna konkurenčna prednost pred drugimi protokoli, ki lahko zahtevajo mesece za raziskovanje in uvajanje.

Podpira zaporedne ali Ethernet povezave.

Uporablja se z dvema vrstama serijskih priključkov: RS-232 in RS-485. Nekatere različice protokola Modbus tcp lahko pošljete tudi prek Etherneta ali TCP /IP. Ta sporočila Modbus so pakirana kot enojni ali 16-bitni paketi besed.

Omrežni protokol Modbus ni del fizičnega sloja omrežja. Komunikacija se prenaša na fizičnih ravneh, kar omogoča uporabo v različnih vrstah omrežij. Lastnost nefizičnega sloja omogoča Modbus protokol, specifičen za aplikacijo.


Protokol za prenos podatkov Modbus je običajen način zbiranja podatkov iz različnih virov za pregledovanje, arhiviranje in odpravljanje napak z osrednje oddaljene lokacije. Široko se uporablja in je dokaj preprosta tehnologija. Glede na program ima lahko novejši protokol več koristi. Običajno je osebni računalnik konfiguriran za zagon programov, kot so Wonderware, Intellution ali LabVIEW, na enem mestu za zbiranje podatkov iz različnih procesov v celotnem podjetju. Druga aplikacija je namenjena postavitvi daljinskih krmilnikov proizvodnih procesov (PLC, Allen-Bradley, Siemens, PLCDirect in drugi). Odzivanje na različne ravni ali načine, ki se prenašajo iz naprave.

Dve različici protokola

Obstajata dve različici protokola, ki gredo skozi zaporedne povezave. Eden izmed njih je protokol Modbus RTU. Opis te možnosti: je bolj kompakten,uporabljajte binarno povezavo. V tej obliki prenos podatkov vedno spremlja ciklična kontrolna vsota redundance, ki se uporablja za zaznavanje težav pri prenosu.
Druga možnost je Modbus ASCII. Ta različica je bolj podrobna, uporablja šestnajstiško kodiranje podatkov ASCII, ki ga operaterji lahko preberejo. Modbus ASCII je manj varen protokol. Ker je manj učinkovit kot Modbus RTU, morajo operaterji uporabljati ASCII samo za prenos podatkov na napravah, ki ne podpirajo formata RTU. ASCII je lahko uporaben tudi, če sporočila RTU ni mogoče pravilno uporabiti.

Protokol Modbus za lutke

Modbus je serijski komunikacijski protokol, ki se uporablja za prenos podatkov v serijskih linijah med elektronskimi napravami. Kar zahteva informacije, se imenuje Master, informacije o dostavi naprav pa Slaves. V standardni Modbus mreži je eno glavno in do 247 podrejenih, od katerih ima vsak edinstven podrejeni naslov od 1 do 247. Poveljnik lahko zapisuje podatke tudi v Slaves.

Zakaj ga uporabljati?

Modbus je odprt protokol. To pomeni, da ga lahko proizvajalci brezplačno vgradijo v svojo opremo. Postala je standardni komunikacijski protokol v industriji in je trenutno najpogostejši način povezovanja industrijskih elektronskih naprav. To je široko uporablja veliko proizvajalcev v mnogih industrijskih panogah. Modbus se običajno uporablja za prenos signalov iz naprav in krmilnih naprav nazaj v glavni krmilnik aliSistem za zbiranje podatkov, na primer sistem, ki meri temperaturo in vlažnost, posreduje rezultate v računalnik. Modbus se pogosto uporablja za povezavo nadzornega računalnika z oddaljeno terminalsko enoto (RTU) v sistemih za nadzor in zajem podatkov (SCADA). Verzije protokola Modbus obstajajo za serijske linije (RTU in ASCII) in za Ethernet (TCP).

Kako deluje?

Modbus se prenaša v serijskih linijah med napravami. Najenostavnejša namestitev je serijski kabel, ki povezuje serijska vrata na dveh napravah: Master in Slave. Podatki se pošiljajo v niz enot in ničel, imenovanih bitov. Vsak bit se prenaša kot napetost, ničle so pozitivne in enote so negativne napetosti. Netopirji gredo zelo hitro. Tipična hitrost prenosa je 9600 baudov (bit na sekundo).

Master /Slave

Pri opisovanju protokola Modbus RTU se vzpostavi komunikacija med centralizirano prevodno opremo, 247 povezanih elektronskih naprav v istem omrežju. Načrt se običajno imenuje "vodilni /skrbniški" protokol, saj sistem Master zahteva informacije od povezanih naprav, ki se imenujejo "podrejeni". Naprave Led pošiljajo informacije samo mojstrom v odgovor na ta vprašanja, ne delujejo samostojno. Gostitelj lahko zabeleži tudi informacije o podrejenih napravah, vendar podrejene naprave ne morejo pisati informacij na vodilno napravo. Ko upravljana naprava pošlje sporočilo Modbus, začne ustvarjati sporočila z enoličnim identifikatorjem naslova. Ta številka je od 1 do 247, kar omogoča glavnemuUgotovite, katera določena naprava ustreza zahtevanim informacijam.

Komunikacije in naprave

Vsaki napravi, ki je namenjena komunikaciji z Modbus, je dodeljen enolični naslov. V serijskih omrežjih lahko ukaz sproži samo vozlišče, ki ga dodeli čarovnik. V Ethernetu lahko katera koli naprava pošlje ukaz Modbus, čeprav običajno opravi le en žični. Ukaz vsebuje naslov naprave, za katero je namenjen (od 1 do 247). Vsi ukazi vključujejo informacije o kontrolni vsoti, ki omogočajo prejemniku, da zazna napake pri prenosu. Modbusovi osnovni ukazi kažejo, da RTU spremeni vrednost v enem od svojih registrov, kontrolni ali prebrani V /I vrat, ukaz enote pošlje eno ali več vrednosti v svojih registrih nazaj na napravo. Obstaja veliko modemov in prehodov, ki podpirajo Modbus, ker je zelo preprost protokol in se pogosto kopira. Nekateri so bili posebej zasnovani zanj. Različne izvedbe uporabljajo žično, brezžično komunikacijo, na primer v območju ISM, kot tudi storitve kratkih sporočil (SMS) in storitve splošne paketne radijske storitve (GPRS). Tipični problemi, s katerimi se srečujejo oblikovalci, so težave z veliko latenco in časom.

Pregled tipov registrov Modbus

Vrste registrov, na katere se naprava nanaša, vključujejo: • tuljavo (diskretni izhod);
• digitalni vhod;
• vhodni register;
• registracija gospodarstva.

Kode funkcij

Obstajajo tri kategorije kod kode Modbus:

Skupne funkcijske kode - od 1 do 127 zaRazen lastne kode, ki jo je preizkusila skupnost Modbus, je javno dokumentirana in zagotovljena edinstvena.

Prilagodljive kode funkcij so v dveh pasovih v razponu od 65 do 72 od 100 do 110.

Nekatere družbe uporabljajo rezervirane funkcijske kode za zastarele izdelke, ki niso javno dostopni.

Prednosti

Nekatere prednosti uporabe protokola Modbus:

Če je gonilnik že nameščen in je uporabnik seznanjen z vtičnicami Ethernet in TCP /IP, lahko voznik dela in deli podatke iz računalnika v nekaj urah. Stroški razvoja so nizki. Zahteva minimalno strojno opremo. Voznik je združljiv s katerim koli operacijskim sistemom.

Za "eksotične" sklope čipov ni potrebe, zato lahko sistem za komuniciranje z novo izvedeno napravo uporablja standardne kartice Ethernet PC. Ker stroški Ethernet padejo, se stroški strojne opreme zmanjšajo. Uporabniki niso povezani z enim ponudnikom storitev za podporo, vendar lahko izkoristijo trenutne dogodke.

Specifikacija je brezplačno na voljo za prenos in za uporabo protokola Modbus ni potrebno dodatno plačilo.

Interakcija med napravami različnih proizvajalcev in združljivost z nameščeno bazo združljivih naprav.

Konverterji Modbus so dragi. Cena industrijskih prehodov je 1.000 $.

Omejitve

Ker je bil Modbus konec sedemdesetih let razvit za komunikacijo s programirljivo logikokontrolorjev, je število vrst podatkov omejeno s tistimi, ki jih je takrat PLC razumel. Veliki binarni objekti niso podprti. Ni standardnega načina, da bi našel opis podatkovnega objekta, na primer, da bi ugotovil, ali je vrednost registra vrednost temperature med 30 in 175 stopinjami. Ker gre za Modbus-upravljani /upravljani Modbus protokol, naprava ne more "obvestiti zaustavitev" (razen Ethernet TCP /IP, imenovanega open-mbus). Glavno vozlišče mora redno prejemati podatke iz povezanih naprav, kot tudi iskati spremembe podatkov. Obremenitev pasovne širine, poveča čas omrežne povezave v aplikacijah, kjer je pasovna širina lahko draga, na primer v kanalih z nizko hitrostjo prenosa podatkov. Modbus je omejen na obravnavanje 254 naprav v eni podatkovni liniji, kar omejuje število naprav, ki jih je mogoče priključiti na delovno postajo (Ethernet TCP /IP je izjema). Prenosi morajo biti neprekinjeni, kar omejuje vrste oddaljenih komunikacijskih naprav na tiste, ki lahko shranjujejo podatke, da se izognejo vrzeli v prenosu. Sam protokol Modbus ne zagotavlja zaščite pred nepooblaščenimi ukazi ali prestrezanjem podatkov. Pomembno je razumeti, da v procesu prenosa informacij obstajajo logične napake, ki so povezane tudi z izkrivljanjem izmenjave.