Modbus je otvoreni serijski komunikacijski protokol. Dizajniran 1979. godine za upotrebu s uređajima s programabilnim logičkim kontrolerima (PLC-ovima), sada se široko koristi za povezivanje mnogih vrsta industrijskih elektroničkih uređaja povezanih na različite vrste mreža. Najčešće korišteni protokol u svim industrijskim automatizacijama. Modbus je vrlo popularan. To je vrlo jednostavan i jednostavan za korištenje uređaj sa standardnom serijskom komunikacijom. U Modbus mreži svaki uređaj gleda u mrežu kao skup svitaka (bita) i registara. Čarobnjak čita i piše ove zavojnice i registre koristeći vrlo jednostavan i sažet skup naredbi. Komunikacija se kreće samo u jednom smjeru.
Provedba Modbus protokola, uspostavljena u praksi, vrlo je kratka. Iako postoji dvadeset glavnih timova, samo su neki od njih stvarno provedeni. Najčešće su naredbe čitanje zavojnice, zavojnice za snimanje, čitači slučajeva, instalacija registara. Mali skup timova - još jedan razlog popularnosti protokola.
Modbus - Napredni protokol
Pretvornik protokola se široko koristi iz više razloga:
Modbus je protokol otvorenog koda. To znači da se može uključiti u širok raspon tipova uređaja od bilo kojeg dobavljača hardvera. Koristi jednostavnu strukturu poruka koja je čini manje složenom za implementaciju. Može zahtijevati svenekoliko dana. To je jasna konkurentska prednost u odnosu na druge protokole koji zahtijevaju mjesece za istraživanje i implementaciju. Podržava serijske ili Ethernet veze. Koristi se s dvije vrste serijskih priključaka: RS-232 i RS-485. Neke verzije Modbus tcp protokola također se mogu slati putem Etherneta ili TCP /IP-a. Ove Modbus poruke su pakirane kao jednobitni ili 16-bitni paketi riječi.Modbus mrežni protokol nije dio fizičkog sloja mreže. Komunikacija se prenosi preko fizičkih razina, što omogućuje da se koristi u mnogim različitim vrstama mreža. Ovo svojstvo nefizičkog sloja čini Modbus protokol specifičnim za aplikaciju.
Modbus protokol za prijenos podataka uobičajen je način prikupljanja podataka iz različitih izvora za pregledavanje, arhiviranje i rješavanje problema s središnjeg udaljenog mjesta. To je naširoko koristi i prilično je jednostavna tehnologija. Ovisno o programu, noviji protokol može imati više prednosti. Računalo je obično konfigurirano za pokretanje programa kao što su Wonderware, Intellution ili LabVIEW na jednom mjestu za prikupljanje podataka iz različitih procesa u cijelom poduzeću. Druga aplikacija namijenjena je postavljanju daljinskih upravljača proizvodnih procesa (PLC, Allen-Bradley, Siemens, PLCDirect i dr.). Za odgovor na različite razine ili načine koji se prenose s uređaja.
Dvije varijante protokola
Postoje dvije varijante protokola koje prolaze kroz uzastopne veze. Jedan od njih je Modbus RTU protokol. Opis ove opcije: kompaktniji je,koristite binarnu vezu. U ovom formatu, prijenos podataka uvijek je popraćen cikličkom kontrolnom zbrojem redundancije koji se koristi za otkrivanje problema prijenosa.
Druga mogućnost je Modbus ASCII. Ova verzija je detaljnija, koristi heksadecimalno ASCII kodiranje podataka koje operateri mogu pročitati. Modbus ASCII je manje siguran protokol. Budući da je manje učinkovit od Modbus RTU-a, operatori moraju koristiti ASCII samo za prijenos podataka na uređajima koji ne podržavaju RTU format. ASCII također može biti koristan ako se RTU poruka ne može ispravno primijeniti.
Modbus protokol za lutke
Modbus je serijski komunikacijski protokol koji se koristi za prijenos podataka u serijskim linijama između elektroničkih uređaja. Ono što zahtijeva informacije se nazivaju Master, a informacije o isporuci uređaja su Slaves. U standardnoj Modbus mreži postoji jedan Master i do 247 Slaves, od kojih svaki ima jedinstvenu podređenu adresu od 1 do 247. Master može snimati podatke u Slaves.
Zašto ga koristiti?
Modbus je otvoreni protokol. To znači da ga proizvođači mogu besplatno ugraditi u svoju opremu. Postao je standardni komunikacijski protokol u industriji i trenutno je najčešći način povezivanja industrijskih elektroničkih uređaja. To je naširoko koristi od mnogih proizvođača u mnogim industrijama. Modbus se obično koristi za prijenos signala s uređaja i upravljačkih uređaja natrag na glavni kontroler iliSustav prikupljanja podataka, na primjer, sustav koji mjeri temperaturu i vlažnost, prenosi rezultate na računalo. Modbus se često koristi za povezivanje upravljačkog računala s udaljenom terminalnom jedinicom (RTU) u sustavima kontrole otpreme i prikupljanja podataka (SCADA). Verzije Modbus protokola postoje za serijske linije (RTU i ASCII) i za Ethernet (TCP).
Kako djeluje?
Modbus se prenosi u serijskim linijama između uređaja. Najjednostavnija instalacija bila bi serijski kabel koji povezuje serijske portove na dva uređaja: Master i Slave. Podaci se šalju u niz jedinica i nula koje se nazivaju bitovi. Svaki bit se prenosi kao napon, nule su pozitivne, a jedinice su negativni naponi. Šišmiši idu vrlo brzo. Tipična brzina prijenosa je 9600 baud (bit u sekundi).
Master /Slave
Kod opisivanja protokola Modbus RTU, uspostavlja se komunikacija između centralizirane provodne opreme, 247 priključenih elektroničkih uređaja u istoj mreži. Dizajn se obično naziva protokol "lead /trustee", budući da Master sustav traži informacije od povezanih uređaja koji se nazivaju "podređeni". Led uređaji šalju informacije samo majstorima kao odgovor na te upite, ne rade samostalno. Domaćin također može snimati informacije na podređenim uređajima, ali podređeni uređaji ne mogu pisati informacije na vodeći uređaj. Kada upravljani uređaj odašilje Modbus poruku, on počinje generirati poruke s jedinstvenim identifikatorom adrese. Ovaj broj je od 1 do 247 koji dopušta glavnom uređajuOdredite koji određeni uređaj zadovoljava tražene informacije.
Komunikacije i uređaji
Svakom uređaju koji namjerava komunicirati s Modbusom dodjeljuje se jedinstvena adresa. U serijskim mrežama samo čvor koji dodjeljuje čarobnjak može pokrenuti naredbu. U Ethernetu, bilo koji uređaj može poslati Modbus naredbu, iako obično radi samo jedan žični. Naredba sadrži adresu uređaja za koji je namijenjena (od 1 do 247). Sve naredbe uključuju informacije o čeku kako bi primatelj mogao otkriti pogreške u prijenosu. Modbusove osnovne naredbe ukazuju na RTU za promjenu vrijednosti u jednom od svojih registara, kontrolu ili čitanje I /O porta, naredba jedinice šalje jednu ili više vrijednosti sadržanih u njegovim registrima natrag na uređaj. Postoji mnogo modema i pristupnika koji podržavaju Modbus jer je to vrlo jednostavan protokol i često se kopira. Neki od njih bili su posebno dizajnirani za njega. Različite implementacije koriste ožičenu, bežičnu komunikaciju, na primjer, u području ISM-a, kao i uslugu kratkih poruka (SMS) kao i uslugu opće paketne radijske usluge (GPRS). Tipični problemi s kojima se suočavaju dizajneri uključuju probleme s velikom latencijom i vremenom.
Pregled Modbus registarskih tipova
Vrste registara na koje se uređaj odnosi, uključuju: • zavojnicu (diskretni izlaz);
• digitalni ulaz;
• ulazni registar;
• registracija gospodarstva.
Kodovi funkcija
Postoje tri kategorije Modbus kodnih kodova:
Zajednički funkcijski kodovi - od 1 do 127 zaOsim vlastitog koda, testiranog od strane zajednice Modbus, javno dokumentirana i zajamčena jedinstvena. Prilagodljivi kodovi značajki nalaze se u dva opsega u rasponu od 65 do 72 od 100 do 110. Neke tvrtke koriste rezervirane funkcijske kodove za zastarjele proizvode koji nisu javno dostupni. Prednosti
Neke prednosti korištenja Modbus protokola:
Ako je upravljački program već instaliran i korisnik je upoznat s Ethernet i TCP /IP utičnicama, upravljački program može raditi i dijeliti podatke s računala u nekoliko sati. Troškovi razvoja smatraju se niskim. Zahtijeva minimalni hardver. Upravljački program kompatibilan s bilo kojim operativnim sustavom. Nema potrebe za "egzotičnim" skupovima čipova, tako da sustav može koristiti standardne Ethernet PC kartice za komunikaciju s novouređenim uređajem. Kako se trošak Etherneta smanjuje, troškovi hardvera se smanjuju. Korisnici nisu povezani s jednim pružateljem usluga za podršku, ali mogu iskoristiti trenutni razvoj događaja. Specifikacija je dostupna za besplatno preuzimanje, ne zahtijevaju se dodatne naknade za licenciranje za korištenje Modbus protokola. Interakcija između uređaja različitih proizvođača i kompatibilnost s instaliranom bazom kompatibilnih uređaja.Modbus konverteri su skupi. Cijena industrijskih ulaznih vrata je 1.000 dolara.
Ograničenja
Budući da je Modbus razvijen krajem 1970-ih za komunikaciju s programabilnom logikomkontrolera, broj tipova podataka je ograničen onima koje je tada PLC razumio. Veliki binarni objekti nisu podržani. Ne postoji standardni način na kojem bi se moglo pronaći opis objekta podataka, na primjer, da bi se utvrdilo je li vrijednost registra vrijednost temperature između 30 i 175 stupnjeva.
Budući da je Modbus-driven /upravljani Modbus protokol, ne postoji način da uređaj "obavijesti shutdowns" (osim Ethernet TCP /IP, nazvan open-mbus). Glavni čvor treba redovito primati podatke od povezanih uređaja, kao i tražiti promjene podataka. To učitava propusnost, povećava vrijeme mrežne veze u aplikacijama gdje propusnost može biti skupa, na primjer, u kanalima s niskim brzinama prijenosa podataka. Modbus je ograničen na adresiranje 254 uređaja na jednoj podatkovnoj liniji, ograničavajući broj uređaja koji se mogu spojiti na radnu stanicu (Ethernet TCP /IP je iznimka). Prijenosi trebaju biti kontinuirani, što ograničava tipove uređaja za daljinsku komunikaciju na one koji mogu spremiti podatke kako bi se izbjegle praznine u prijenosu. Sam Modbus protokol ne pruža zaštitu od neovlaštenih naredbi ili presretanja podataka. Važno je razumjeti da u procesu prijenosa informacija postoje logičke pogreške, a također povezane s distorzijama u razmjeni.
