El protocol Modbus es coneix generalment com l’avi de les xarxes industrialitzades. A l'era actual dels serveis web i els protocols de comunicació per Internet, la comunicació i la sol·licitud de resposta als escenaris de comunicació són pràcticament pintorescs. Protocols Modbus es configuren fàcilment segons els requisits industrials i empresarials. A causa d'aquesta popularitat extrema i de les aplicacions generalitzades en diversos dominis, aquest article proporciona una visió detallada de la comunicació Modbus, els seus codis funcionals, implementacions i aplicacions.
Què és Modbus?
Modbus és l’RTU estàndard obert, on moltes organitzacions i enginyers l’implementen al seu dispositiu sense incloure cap tipus de pagament. Aquest protocol es considera el protocol de comunicació més omnipresent i generalment accessible com a mitjà de connexió d’equips electrònics d’enginyeria.
De manera detallada, aquest és el comunicació protocol que s’utilitza per a la transmissió d’informació entre l’equip electrònic mitjançant línies serials o mitjançant connexions Ethernet. En una condició estàndard oberta, qualsevol pot implementar-la. Probablement s'utilitza per a la connexió d'un sistema que controla mitjançant una RTU a disminuir al domini de l'energia.
El protocol de Modbus està ben definit com un protocol mestre i esclau, cosa que significa que una eina que funcioni com a mestra farà que una o més eines hagin funcionat com a esclau. Això indica clarament que l'esclau no prendrà dades, ha d'esperar fins que se li demani la informació. El mestre anotarà informació als dispositius esclaus i després llegirà la informació dels registres esclaus al mestre. Sempre existirà una adreça registrada des de la perspectiva dels registres d’esclaus.
Com funciona el protocol de comunicació Modbus?
Com que la unitat de terminal remot (RTU) d’aquest tipus d’estàndard obert utilitza un enfocament mestre i esclau per crear comunicació entre diversos dispositius, això correspon que qualsevol tipus d’aplicació que faci servir l’escenari RTU posseirà un dispositiu mestre Modbus i un mínim d’un Dispositiu esclau. Això indica clarament que l'esclau no prendrà dades, ha d'esperar fins que se li demani la informació.
Comunicació Modbus
La comunicació mestra i esclava a través dels dispositius s’activa a través de busos o xarxes serials. A la OSI aproximació, Modbus es col·loca a la setena capa. El propòsit d’això és sol·licitar el protocol i, a continuació, lliurar els serveis corresponents esmentats pels codis funcionats. Aquests codis funcionals del protocol Modbus RTU són els components de la sol·licitud Modbus.
Per desenvolupar la unitat de dades de l'aplicació Modbus, la unitat de lliurament hauria d'iniciar una transacció del dispositiu. Aquesta és l'operació que notifica al servidor que treballi en el tipus d'operació especificat. El protocol de l'aplicació determina el disseny de la sol·licitud que inicia el dispositiu mestre. Aleshores, el codi de la funció es codificarà com a 8 bits, que és d’un byte. Només es consideren vàlids els codis de funció que es troben entre 1 i 25 i en aquest 128-255 es reserven respostes excepcionals.
Arquitectura
Quan hi ha una sol·licitud / missatge de mestre a esclau, això significa que és el camp del codi de funció el que notifica al servidor que realitzi l'acció sol·licitada. Per a algunes operacions, també hi haurà alguns codis sub-funcionals. Per exemple, el dispositiu mestre pot llegir transicions ON i OFF d'un clúster de diverses entrades / sortides.
També llegeix o escriu la informació d’un grup de registres Modbus. Quan el mestre rep la resposta de l’esclau, l’esclau utilitza el camp del codi de funció per significar que és una resposta excepcional o excepcional. El dispositiu esclau ressonarà per a la sol·licitud del primer codi de funció que hi hagi una resposta normal.
Així és com Protocol de comunicació Modbus ha funcionat.
Codis de funció
El protocol de Modbus identifica múltiples codis de funció per obtenir accessibilitat als registres. Hi ha principalment quatre blocs de dades diferents caracteritzats per Modbus i aquí pot passar la superposició de números de registre o adreces. Per això, cal definir una definició exacta on es requereixen adreces i on es requereixen codis funcionals.
La taula següent resumeix clarament Codis de funció Modbus . Només existeix una subcategoria d’aquests codis. Però per a algunes aplicacions corresponents, és possible que aquestes aplicacions no s’apliquin.
| Codi de funció Modbus | Tipus de registre |
| 1 | Bobina de lectura |
| 2 | Lectura d’entrades discretes |
| 3 | Lectura de la explotació registres |
| 4 | Lectura de registres d’entrada |
| 5 | Escriptura d'una sola bobina |
| 6 | Redacció del registre únic d'explotació |
| 15 | Escriptura de múltiples bobines |
| 16 | Redacció de múltiples registres de tinença |
Profibus v / s Modbus
Per comparar Profibus i Modbus com a aplicacions separades, cadascuna de les dues té múltiples avantatges i aplicacions.
Modbus té una construcció senzilla, un funcionament simplificat i un protocol fàcilment accessible. Tot i que hi ha alguna diferència en el protocol per si mateix i en la definició de la capa física, això desenvolupa problemes en les operacions de diversos proveïdors. Mentre que Profibus és el protocol més complicat que es va construir per automatitzar totes les indústries. Funciona excepcionalment en les funcionalitats de diversos proveïdors amb mòdems i disposa d'un diagnòstic exhaustiu.
En el moment de la connexió del dispositiu intel·ligent amb el controlador en un enfocament punt a punt, o si existeix una ubicació remota, Modbus serveix aquest escenari en el millor dels casos. En les condicions en què hi ha més d’un punt que significa múltiples proveïdors, Profibus serveix al màxim.
Una aplicació que guanya més popularitat proporciona el més excel·lent dels dos mons. Aquesta aplicació utilitza Modbus per a la transmissió de dades entre el controlador principal i un concentrador de dades i té una ubicació remota on fa ús d’un Profibus.
Versions de protocols
Versions de protocol en aquest dispositiu existeixen tant per ports Ethernet com per a sèries. Les variants dels protocols Modbus són:
Modbus rtu
Per establir la comunicació de protocol, això representa les dades en format binari i s’utilitza principalment en la comunicació en sèrie. Els missatges d'aquesta versió es divideixen per períodes d'inactivitat. El format que es segueix a la versió RTU és una comprovació de redundància cíclica per verificar el mecanisme i això assegura la fiabilitat de les dades.
Modbus ASCII
Per establir una comunicació protocol·lària, ASCII s’utilitzen els caràcters i s’implementen principalment en la comunicació en sèrie. Els missatges d'aquesta versió es divideixen per dos punts (') i per la línia nova (/). El format que es segueix a la versió ASCII és una comprovació de redundància longitudinal per verificar el mecanisme.
Modbus TCP
Aquesta versió de Modbus està implementada per a comunicacions mitjançant Xarxes TCP / IP enllaçar a través del port 502. Aquesta variant no requereix cap tipus de càlcul de suma de comprovació, ja que els mateixos nivells inferiors ho proporcionen.
Arquitectura Modbus TCP
Modbus Plus
Aquesta és la variant patentada per Schneider Electric i, en contrast amb altres tipus de variants, admet comunicacions entre iguals entre diversos mestres. Necessita un coprocessador compromès per gestionar HDLC ràpids, com ara la variació de token. Fa ús d’un parell trenat a 1 Mbit / si consisteix en l’aïllament del transformador situat a cada node. És necessari un tipus de maquinari específic per establir una connexió entre Modbus + i ordinadors, com ara el bus ISA.
Els altres tipus de versions de protocol són:
- Enron
- Pemux
- Modbus sobre UDP
Aplicacions Modbus
Les principals aplicacions són:
- S'utilitza en l'àmbit sanitari per analitzar els nivells de temperatura automatitzats
- Anàlisi del comportament del trànsit
- Implementat a la domòtica per a la transferència de dades simplificada
- Empleat en indústries com el gas, el petroli, la geotèrmica, l’hidràulica, l’eòlica i la solar
A més d’aquests, els altres conceptes principals que també es coneixen en aquest concepte són la visualització de dades, els tipus de registres, els codis d’excepció, la comunicació amb aquests dispositius de passarel·la, la codificació de dades en aquest tipus de RTU, la representació de dades, la resolució de problemes, la velocitat i la comunicació en sèrie i missatgeria. Aquest article proporciona una descripció general del que és un Modbus, el seu funcionament, els codis de funcions, les versions del protocol i les aplicacions.
La qüestió que sorgeix que s’ha de conèixer de manera crucial juntament amb tot això és quins són
