Modbus е отворен сериен комуникационен протокол. Проектиран през 1979 г. за използване с програмируеми логически контролни устройства (PLC), сега той се използва широко за свързване на много видове промишлени електронни устройства, свързани към различни типове мрежи. Най-широко използваният протокол в цялата промишлена автоматизация. Modbus е много популярен. Това е много просто и лесно за използване устройство със стандартна серийна комуникация. В Modbus мрежата всяко устройство разглежда мрежата като набор от намотки (битове) и регистри. Съветникът чете и записва тези намотки и регистри, използвайки много прост и кратък набор от команди. Комуникацията се движи само в една посока.


Прилагането на протокола Modbus, създаден на практика, е много кратко. Въпреки че има двадесет главни екипа, само някои от тях наистина се изпълняват. Най-често срещаните команди са четене на бобини, записващи бобини, четци на случаи, инсталации на регистри. Малък набор от екипи - друга причина за популярността на протокола.

Modbus - Advanced Protocol

Конверторът на протоколи се използва широко по редица причини:

Modbus е протокол с отворен код. Това означава, че може да бъде включен в широк диапазон от типове устройства от всеки доставчик на хардуер.

Използва проста структура на съобщенията, която я прави по-малко сложна за разполагане. Може да изисква всичконяколко дни за изпълнение. Това е явно конкурентно предимство пред други протоколи, които може да изискват месеци за проучване и разгръщане.

Поддържа серийни или Ethernet връзки.

Използва се с два вида серийни връзки: RS-232 и RS-485. Някои версии на протокола Modbus tcp могат да се изпращат и чрез Ethernet или TCP /IP. Тези Modbus съобщения са опаковани като единични или 16-битови пакети с думи.

Мрежовият протокол Modbus не е част от физическия слой на мрежата. Комуникацията се предава на физически нива, което позволява да се използва в много различни типове мрежи. Това свойство на нефизичния слой прави Modbus протокол, специфичен за приложението.


Протоколът за предаване на данни Modbus е обичаен начин за събиране на данни от различни източници за операции по разглеждане, архивиране и отстраняване на неизправности от централното отдалечено място. Той е широко използван и е доста проста технология. В зависимост от програмата, по-новите протоколи могат да имат повече ползи. Обикновено компютърът е конфигуриран да стартира програми като Wonderware, Intellution или LabVIEW на едно място, за да събира данни от различни процеси в предприятието. Друго приложение е предназначено за създаване на дистанционни контролери на производствени процеси (PLC, Allen-Bradley, Siemens, PLCDirect и др.). За да отговорите на различни нива или режими, които се предават от устройството.

Два варианта на протокола

Има два варианта на протокола, които преминават през последователни връзки. Един от тях е протоколът Modbus RTU. Описание на тази опция: тя е по-компактна,използвайте двоична връзка. В този формат преносът на данни винаги е придружен от циклична контролна сума на излишък, която се използва за откриване на проблеми с предаването.
Вторият вариант е Modbus ASCII. Тази версия е по-подробна, използва шестнадесетичното кодиране на ASCII данни, което може да бъде прочетено от операторите. Modbus ASCII е по-малко сигурен протокол. Тъй като той е по-малко ефективен от Modbus RTU, операторите трябва да използват ASCII само за пренос на данни на устройства, които не поддържат RTU формата. ASCII може също да бъде полезно, ако съобщението RTU не може да бъде приложено правилно.

Modbus протокол за манекени

Modbus е сериен комуникационен протокол, използван за предаване на информация в серийни линии между електронни устройства. Това, което изисква информация, се нарича Master, а информация за доставката на устройства е Slaves. В стандартната Modbus мрежа има един Master и до 247 Slave, всеки от които има уникален подчинен адрес от 1 до 247. Master може да записва информация и в Slaves.

Защо да го използваме?

Modbus е отворен протокол. Това означава, че производителите могат да го вграждат безплатно в своето оборудване. Той се превърна в стандартен комуникационен протокол в индустрията и понастоящем е най-често използваното средство за свързване на промишлени електронни устройства. Той е широко използван от много производители в много индустрии. Modbus обикновено се използва за предаване на сигнали от устройства и контролни устройства обратно към главния контролер илиСистема за събиране на данни, например система, която измерва температурата и влажността, предава резултатите на компютър. Modbus често се използва за свързване на управляващ компютър с отдалечен терминал (RTU) в диспечерски контрол и системи за събиране на данни (SCADA). Протоколите Modbus съществуват за серийни линии (RTU и ASCII) и за Ethernet (TCP).

Как работи?

Modbus се предава в серийни линии между устройствата. Най-простата инсталация ще бъде сериен кабел, който свързва серийни портове на две устройства: Master и Slave. Данните се изпращат към поредица от единици и нули, наречени битове. Всеки бит се предава като напрежение, нулите са положителни, а единиците са отрицателни напрежения. Прилепите вървят много бързо. Типичната скорост на трансфер е 9600 бода (бит в секунда).

Master /Slave

Когато описва протокола Modbus RTU, се осъществява комуникация между централизираното провеждащо оборудване, 247 свързани електронни устройства в една и съща мрежа. Дизайнът обикновено се нарича протокол "водещ /попечител", тъй като системата Master изисква информация от свързани устройства, наречени "подчинени". Led устройствата изпращат информация само на майсторите в отговор на тези заявки, те не работят самостоятелно. Хостът може също да записва информация на подчинени устройства, но подчинените устройства не могат да записват информация към водещото устройство. Когато управляваното устройство предава Modbus съобщение, то започва да генерира съобщения с уникален идентификатор на адрес. Този номер е от 1 до 247, което позволява на капитанаОпределете кое конкретно устройство отговаря на исканата информация.

Комуникации и устройства

Всяко устройство, предназначено да комуникира с Modbus, получава уникален адрес. В серийните мрежи само възел, зададен от съветника, може да инициира команда. В Ethernet всяко устройство може да изпрати команда Modbus, въпреки че обикновено се извършва само с една жична връзка. Командата съдържа адреса на устройството, за което е предназначен (от 1 до 247). Всички команди включват информация за контролната сума, която позволява на получателя да открива грешки при предаване. Основните команди на Modbus показват RTU за промяна на стойността в един от неговите регистри, контролен или четещ I /O порт, командната единица изпраща едно или повече стойности, съдържащи се в нейните регистри, обратно към устройството. Има много модеми и шлюзове, които поддържат Modbus, защото той е много прост протокол и често се копира. Някои от тях бяха специално предназначени за него. Различни приложения използват кабелна, безжична комуникация, например в обхвата на ISM, както и услуга за кратки съобщения (SMS), както и услуга за обща пакетна радиослужба (GPRS). Типичните проблеми, пред които са изправени дизайнерите, включват проблеми с висока латентност и време.

Преглед на Modbus регистърни типове

Видове регистри, към които се отнася устройството, включват: • намотка (дискретен изход);
• цифров вход;
• входен регистър;
• регистрация на стопанството.

Функционални кодове

Съществуват три категории кодове Modbus кодове:

Общи функционални кодове - от 1 до 127 заОсвен за собствения си код, тестван от общността Modbus, публично документиран и гарантиран уникален.

Кодовете на персонализирани характеристики са в две ленти, вариращи от 65 до 72 от 100 до 110.

Запазените функционални кодове се използват от някои компании за остарели продукти, които не са публично достъпни.

Ползи

Някои ползи от използването на протокола Modbus:

Ако драйверът вече е инсталиран и потребителят е запознат с Ethernet и TCP /IP гнездата, драйверът може да работи и да споделя данни от компютъра за няколко часа. Разходите за развитие се считат за ниски. Изисква минимален хардуер. Драйвер, съвместим с всяка операционна система.

Няма нужда от "екзотични" комплекти чипове, така че системата може да използва стандартни Ethernet PC карти за комуникация с нововъведеното устройство. С намаляването на разходите за Ethernet, разходите за хардуер се намаляват. Потребителите не са свързани с един доставчик на услуги за поддръжка, но могат да се възползват от текущите разработки.

Спецификацията е безплатна за изтегляне, не се изискват допълнителни лицензионни такси за използване на протоколите Modbus.

Взаимодействие между устройства на различни производители и съвместимост с инсталираната база на съвместими устройства.

Transbus транспондерите Modbus са скъпи. Цената на индустриалните портали е $ 1000.

Ограничения

Тъй като Modbus е разработен в края на 70-те години за комуникация с програмируема логикаконтролери, броят на типовете данни е ограничен от тези, които са били разбрани от PLC по това време. Големите двоични обекти не се поддържат. Няма стандартен начин на даден сайт да намери описание на обект на данни, например, за да определи дали стойността на регистъра е стойност на температурата между 30 и 175 градуса. Тъй като това е Modbus-управляван /управляван протокол Modbus, няма начин устройството да "уведоми за изключения" (с изключение на Ethernet TCP /IP, наречен open-mbus). Главният възел трябва редовно да получава данни от свързани устройства, както и да търси промени в данните. Той зарежда честотна лента, увеличава времето за мрежова връзка в приложения, където честотната лента може да бъде скъпа, например в канали с ниска скорост на предаване на данни. Modbus е ограничено до адресиране на 254 устройства в една линия за данни, като ограничава броя на устройствата, които могат да бъдат свързани към работната станция (Ethernet TCP /IP е изключение). Предаванията трябва да бъдат непрекъснати, което ограничава видовете дистанционни комуникационни устройства до тези, които могат да буферират данните, за да се избегнат пропуски в предаването. Самият протокол Modbus не осигурява защита срещу неупълномощени команди или прихващане на данни. Важно е да се разбере, че в процеса на прехвърляне на информация има логически грешки, както и свързани с изкривявания в обмена.