Het Modbus-protocol wordt over het algemeen de grootvader van geïndustrialiseerde netwerken genoemd. In het huidige tijdperk van webservices en internetcommunicatieprotocollen zijn communicatie en het verzoek om te reageren op communicatiescenario's praktisch schilderachtig. Modbus-protocollen zijn eenvoudig te configureren volgens de industriële en zakelijke vereisten. Vanwege deze extreme populariteit en wijdverspreide toepassingen in meerdere domeinen, geeft dit artikel een gedetailleerd overzicht van Modbus-communicatie, de functionele codes, implementaties en toepassingen.
Wat is Modbus?
Modbus is de open standaard RTU, waar veel organisaties en ingenieurs het in hun apparaat implementeren zonder enige vorm van betalingen. Dit protocol wordt beschouwd als het meest alomtegenwoordige communicatieprotocol en is algemeen toegankelijk als een manier om technische elektronische apparatuur te koppelen.
Op een gedetailleerde manier is dit het communicatie protocol dat wordt gebruikt voor informatieoverdracht tussen de elektronische apparatuur via seriële lijnen of via Ethernet-verbindingen. In een open standaardconditie kan iedereen het implementeren. Dit wordt waarschijnlijk gebruikt voor de aansluiting van een systeem dat bestuurt met behulp van een RTU in verminderen in het machtsdomein.
Het protocol van Modbus is goed gedefinieerd als een master- en slave-protocol, wat betekent dat een tool die als master functioneert, één of meer tools zal laten functioneren als een slave. Dit geeft duidelijk aan dat de slaaf geen gegevens zal uitvoeren, hij moet wachten tot hem om de informatie wordt gevraagd. De master schrijft informatie naar de slaafapparaten en leest vervolgens informatie van slaafregisters naar de master. Vanuit het perspectief van slavenregisters zal er altijd een geregistreerd adres bestaan.
Hoe werkt het Modbus-communicatieprotocol?
Aangezien de Remote Terminal Unit (RTU) van dit soort open standaard een master- en slave-benadering gebruikt om communicatie tussen verschillende apparaten tot stand te brengen, komt dit overeen dat elke soort toepassing die gebruikmaakt van het RTU-scenario een Modbus-masterapparaat en minimaal één apparaat zal hebben. Slaaf apparaat. Dit geeft duidelijk aan dat de slaaf geen gegevens zal uitvoeren, hij moet wachten tot hem om de informatie wordt gevraagd.
Modbus-communicatie
De master- en slave-communicatie tussen de apparaten wordt mogelijk gemaakt via seriële bussen of netwerken. In de OSI aanpak wordt Modbus in de zevende laag geplaatst. Het doel hiervan is om het protocol op te vragen en vervolgens de bijbehorende services te leveren die worden genoemd door functionele codes. Deze functionele codes van het Modbus RTU-protocol zijn de Modbus-verzoekcomponenten.
Om de Modbus-toepassingsgegevenseenheid te ontwikkelen, moet de aflevereenheid een apparaattransactie initiëren. Dit is de bewerking die de server informeert om aan het opgegeven type bewerking te werken. Het ontwerp van het verzoek dat wordt geïnitieerd door het masterapparaat, wordt bepaald door het applicatieprotocol. Vervolgens wordt de functiecode gecodeerd als 8-bits, wat één byte is. Alleen de functiecodes die in het bereik van 1-25 vallen, worden als geldig beschouwd en in deze 128-255 worden gereserveerd voor uitzonderlijke reacties.
Architectuur
Wanneer er een verzoek / bericht is van master naar slave, betekent dit dat het functiecodeveld de server informeert om de gevraagde actie uit te voeren. Voor sommige bewerkingen zullen er ook enkele subfunctionele codes zijn. Het master-apparaat kan bijvoorbeeld AAN- en UIT-overgangen van een cluster van verschillende in- / uitgangen lezen.
Het leest of schrijft ook de informatie van een groep Modbus-registers. Wanneer het antwoord van de slaaf door de meester wordt ontvangen, wordt het functiecodeveld door de slaaf gebruikt om aan te geven dat het een niet-normale of uitzonderlijke reactie is. Het slaafapparaat zal resoneren voor het verzoek van de eerste functiecode als er een normale reactie is.
Dit is hoe de Modbus-communicatieprotocol heeft gefunctioneerd.
Functiecodes
Het protocol van Modbus identificeert meerdere functiecodes om toegang te krijgen tot registers. Er zijn hoofdzakelijk vier verschillende datablokken die worden gekenmerkt door Modbus en hier kan er een overlap optreden van registernummers of adressen. Daarom moet een exacte definitie worden gedefinieerd waar adressen vereist zijn en waar functionele codes vereist zijn.
De onderstaande tabel geeft een duidelijk overzicht van de Modbus-functiecodes Er bestaat slechts één subcategorie van deze codes. Maar voor een paar overeenkomstige applicaties worden deze mogelijk niet toegepast.
| Modbus-functiecode | Soort register |
| 1 | Afleesspoel |
| twee | Uitlezen van discrete inputs |
| 3 | Lezen van bedrijf registreert |
| 4 | Inlezen van invoerregisters |
| 5 | Schrijven van single-coil |
| 6 | Schrijven van een enkel holdingregister |
| vijftien | Schrijven van meerdere spoelen |
| 16 | Schrijven van meerdere holdingregisters |
Profibus v / s Modbus
Om Profibus en Modbus als afzonderlijke toepassingen te vergelijken, hebben beide meerdere voordelen en toepassingen.
Modbus heeft een eenvoudige constructie, een gestroomlijnde werking en een gemakkelijk benaderbaar protocol. Hoewel er enig verschil bestaat in het protocol zelf en in de definitie van de fysieke laag, ontstaan er problemen bij operaties van meerdere leveranciers. Terwijl Profibus het meest gecompliceerde protocol is dat werd gebouwd om de hele industrieën te automatiseren. Het werkt uitzonderlijk in de multi-vendor functionaliteiten met modems en heeft een grondige diagnostiek.
Op het moment dat een smart device verbinding maakt met de controller in een point-to-point-benadering, of als er één externe locatie is, dient Modbus dit scenario op zijn best. In de omstandigheden waarin er meer dan één punt is, wat betekent dat er meerdere leveranciers zijn, dient Profibus op zijn best.
Een applicatie die steeds populairder wordt, biedt het beste van beide werelden. Deze applicatie maakt gebruik van Modbus voor de datatransmissie tussen de master controller en een dataconcentrator en heeft een externe locatie waar dit gebruik maakt van een Profibus.
Protocolversies
Protocolversies in dit apparaat bestaan zowel ethernet- als seriële poorten. De varianten van Modbus-protocollen zijn:
Modbus rtu
Om protocolcommunicatie tot stand te brengen, vertegenwoordigt dit gegevens in een binair formaat en wordt deze meestal gebruikt in seriële communicatie. De berichten in deze versie zijn onderverdeeld in inactieve perioden. Het formaat dat wordt gevolgd in de RTU-versie is een cyclische redundantiecontrole om het mechanisme te verifiëren en dit zorgt voor de betrouwbaarheid van de gegevens.
Modbus ASCII
Om protocolcommunicatie tot stand te brengen, ASCII tekens worden gebruikt en worden meestal geïmplementeerd in seriële communicatie. De berichten in deze versie zijn gedeeld door een dubbele punt (“) en door een nieuwe regel (/). Het formaat dat wordt gevolgd in de ASCII-versie is een longitudinale redundantiecontrole om het mechanisme te verifiëren.
Modbus TCP
Deze versie van Modbus is geïmplementeerd voor communicatie via TCP / IP-netwerken koppeling via poort 502. Deze variant vereist geen enkele vorm van checksum-berekening aangezien lagere niveaus zelf hierin voorzien.
Modbus TCP-architectuur
Modbus Plus
Dit is de gepatenteerde variant voor Schneider Electric en ondersteunt, in tegenstelling tot andere soorten varianten, peer-to-peer communicatie tussen verschillende masters. Het heeft een toegewijde co-processor nodig om snelle HDLC, zoals tokenvariatie, te beheren. Het maakt gebruik van een twisted pair bij 1 Mbit / s en bestaat uit transformatorisolatie die op elk knooppunt is geplaatst. Om een verbinding tussen Modbus + en computers tot stand te brengen is een bepaald type hardware nodig, zoals de ISA-bus.
De andere soorten protocolversies zijn:
- Enron
- Pemux
- Modbus via UDP
Modbus-toepassingen
De belangrijkste toepassingen zijn:
- Gebruikt in de gezondheidszorg voor het analyseren van geautomatiseerde temperatuurniveaus
- Analyse van verkeersgedrag
- Geïmplementeerd in domotica voor gestroomlijnde gegevensoverdracht
- Werkzaam in industrieën zoals gas, olie, geothermie, Hydel, wind en zonne-energie
Naast deze zijn de andere belangrijke concepten die ook bekend zijn in het concept datavisualisatie, registertypes, uitzonderingscodes, communicatie met deze gateway-apparaten, datacodering in dit type RTU, dataweergave, probleemoplossing, snelheid en seriële communicatie en berichten. Dit artikel geeft een algemene beschrijving van wat een Modbus is, zijn werking, functiecodes, protocolversies en toepassingen.
De vraag die opkomt en die samen met al deze dingen cruciaal bekend moet zijn, is wat zijn de
