Modbus-protokollen blir vanligvis referert til som bestefar til industrialisert nettverk. I den nåværende tiden med nettjenester og internettkommunikasjonsprotokoller er kommunikasjon og forespørselen om å svare på kommunikasjonsscenarier praktisk talt pittoresk. Modbus-protokoller konfigureres enkelt i henhold til industrielle og forretningsmessige krav. På grunn av denne ekstreme populariteten og utbredte applikasjoner på flere domener, gir denne artikkelen en detaljert oversikt over Modbus-kommunikasjon, dens funksjonelle koder, implementeringer og applikasjoner.
Hva er Modbus?
Modbus er den åpne standard RTU, der mange organisasjoner og ingeniører implementerer den på enheten uten å inkludere noen form for betaling. Denne protokollen betraktes som den mest allestedsnærværende kommunikasjonsprotokollen og er generelt tilgjengelig som et middel for å koble sammen teknisk elektronisk utstyr.
På en detaljert måte er dette kommunikasjon protokoll som brukes for overføring av informasjon mellom elektronisk utstyr gjennom serielle linjer eller via Ethernet-tilkoblinger. I åpen standardtilstand kan alle implementere den. Dette brukes sannsynligvis til tilkobling av et system som styrer ved hjelp av en RTU i avta i kraftdomenet.
Protokollen til Modbus er veldefinert som en master- og slaveprotokoll, noe som betyr at et verktøy som fungerer som master, vil gjøre at ett eller flere verktøy har fungert som en slave. Dette indikerer tydelig at slave ikke vil utføre data, den må vente til den ble bedt om informasjonen. Masteren vil skrive ned informasjon til slaveenhetene og deretter lese informasjon fra slaveregistrene til mesteren. Det vil alltid eksistere en registrert adresse fra perspektivet til slaveregister.
Hvordan fungerer Modbus kommunikasjonsprotokoll?
Ettersom Remote Terminal Unit (RTU) av denne typen åpen standard benytter en master- og slave-tilnærming for å skape kommunikasjon på tvers av forskjellige enheter, tilsvarer dette at enhver form for applikasjon som benytter RTU-scenariet vil ha en Modbus-masterenhet og minst en Slaveinnretning. Dette indikerer tydelig at slave ikke vil utføre data, den må vente til den ble bedt om informasjonen.
Modbus kommunikasjon
Master- og slavekommunikasjonen på tvers av enhetene er aktivert enten gjennom serielle busser eller nettverk. I OSI tilnærming, er Modbus plassert i det syvende laget. Hensikten med dette er å be om protokollen og deretter levere de tilsvarende tjenestene som er nevnt av funksjonerte koder. Disse funksjonskodene til Modbus RTU-protokollen er Modbus-forespørselskomponenter.
For å utvikle Modbus-applikasjonsdataenheten, skal leveringsenheten starte en enhetstransaksjon. Dette er operasjonen som gir serveren beskjed om å jobbe med den angitte typen operasjon. Utformingen av forespørselen som startes av masterenheten bestemmes av applikasjonsprotokollen. Da vil funksjonskoden bli kodet som 8-bits som er en byte. Bare funksjonskodene som er i området 1-25 anses som gyldige, og i denne 128-255 er det satt av til eksepsjonelle svar.
Arkitektur
Når det er en forespørsel / melding fra master til slave, betyr dette at det er funksjonskodefeltet som gir serveren beskjed om å utføre den forespurte handlingen. For noen operasjoner vil det også være noen underfunksjonelle koder. For eksempel kan masterenheten lese PÅ og AV-overganger av en klynge med forskjellige innganger / utganger.
Den leser eller skriver også informasjonen til en gruppe Modbus-registre. Når slavens respons mottas av mesteren, brukes funksjonskodefeltet av slaven til å betegne at det enten er en unormalt eller eksepsjonell respons. Slavenheten vil resonere for forespørselen om den første funksjonskoden, det er et normalt svar.
Dette er hvordan Modbus kommunikasjonsprotokoll har fungert.
Funksjonskoder
Protokollen til Modbus identifiserer flere funksjonskoder for å få tilgjengelighet for registre. Det er hovedsakelig fire forskjellige datablokker preget av Modbus, og her kan det skje med overlapping av enten registernumre eller adresser. Så på grunn av dette, må en nøyaktig definisjon defineres hvor adresser er påkrevd og hvor funksjonelle koder kreves.
Tabellen nedenfor oppsummerer tydelig Modbus-funksjonskoder . Det finnes bare en underkategori av disse kodene. Men for noen få tilsvarende applikasjoner blir disse kanskje ikke brukt.
| Modbus Funksjonskode | Type register |
| 1 | Lesespole |
| to | Lesing av diskrete innganger |
| 3 | Lesing av holding registre |
| 4 | Lesing av inngangsregistre |
| 5 | Skriving av single-coil |
| 6 | Skriving av enkeltholdingsregister |
| femten | Skriving av flere spoler |
| 16 | Skriving av flere holdingsregistre |
Profibus v / s Modbus
For å sammenligne Profibus og Modbus som separate applikasjoner, har hver av de to flere fordeler og applikasjoner.
Modbus har en enkel konstruksjon, strømlinjeformet drift og kan lett nås protokoll. Selv om det eksisterer noen forskjell i protokollen i seg selv og i definisjonen av det fysiske laget, utvikler dette problemer i operasjoner med flere leverandører. Mens Profibus er den mest kompliserte protokollen som ble konstruert for å automatisere hele næringene. Den fungerer unntaksvis i funksjoner med flere leverandører som har modemer og har grundig diagnostikk.
På tidspunktet for smartenhetstilkobling med kontrolleren i en punkt-til-punkt-tilnærming, eller hvis det finnes en ekstern plassering, betjener Modbus dette scenariet i beste fall. Under forhold der det eksisterer mer enn ett punkt som betyr flere leverandører, så tjener Profibus på sitt beste.
En applikasjon som vinner mer popularitet gir den mest fremragende av begge verdener. Denne applikasjonen bruker Modbus for dataoverføring mellom hovedkontrolleren og en datakonsentrator, og den har en ekstern plassering der dette bruker en Profibus.
Protokollversjoner
Protokollversjoner i denne enheten eksisterer for både Ethernet- og serielle porter. Variantene av Modbus-protokoller er:
Modbus rtu
For å etablere protokollkommunikasjon representerer dette data i binært format og brukes hovedsakelig i seriell kommunikasjon. Meldingene i denne versjonen er delt på inaktiv perioder. Formatet som følges i RTU-versjonen er en syklisk redundanssjekk for å verifisere mekanismen, og dette sørger for datapålitelighet.
Modbus ASCII
For å etablere protokollkommunikasjon, ASCII tegn blir brukt og er for det meste implementert i seriell kommunikasjon. Meldingene i denne versjonen er delt med et kolon (“) og etterfølgende ny linje (/). Formatet som følges i ASCII-versjonen er en langsiktig redundanskontroll for å verifisere mekanismen.
Modbus TCP
Denne versjonen av Modbus er implementert for kommunikasjon gjennom TCP / IP-nettverk kobling over port 502. Denne varianten krever ingen form for kontrollsumberegning da lavere nivåer i seg selv gir dette.
Modbus TCP-arkitektur
Modbus Plus
Dette er den patenterte varianten for Schneider Electric, og i motsetning til andre typer varianter, støtter den peer to peer-type kommunikasjon mellom forskjellige mestere. Det trenger en engasjert co-prosessor for å administrere rask HDLC som tokenvariasjon. Den bruker et tvunnet par på 1 Mbit / s og består av transformatorisolasjon plassert ved hver node. En bestemt type maskinvare er nødvendig for å opprette en forbindelse mellom Modbus + og datamaskiner, for eksempel ISA-bussen.
De andre typer protokollversjoner er:
- Enron
- Pemux
- Modbus over UDP
Modbus-applikasjoner
De viktigste applikasjonene er:
- Brukes i helsesektoren for å analysere automatiserte temperaturnivåer
- Analyse av trafikkatferd
- Implementert i hjemmeautomatisering for strømlinjeformet dataoverføring
- Ansatt i bransjer som gass, olje, geotermisk vann, vind og sol
I tillegg til disse er de andre hovedkonseptene som også er kjent i konseptet datavisualisering, registertyper, unntakskoder, kommunikasjon med denne gatewayenhetene, datakoding i denne typen RTU, datarepresentasjon, feilsøking, hastighet og seriell kommunikasjon og meldinger. Denne artikkelen gir en samlet beskrivelse av hva som er en Modbus, dens arbeid, funksjonskoder, protokollversjoner og applikasjoner.
Spørsmålet som oppstår som må være avgjørende kjent sammen med alle disse er hva som er
