Ang Modbus protocol ay karaniwang tinutukoy bilang lolo ng industriyalisadong networking. Sa kasalukuyang panahon ng mga serbisyo sa web at mga protocol sa komunikasyon sa internet, ang komunikasyon at ang kahilingan na tumugon sa mga sitwasyon sa komunikasyon ay halos kaakit-akit. Mga protokol ng Modbus ay madaling naka-configure ayon sa mga kinakailangan sa industriya at negosyo. Dahil sa matinding katanyagan at laganap na mga aplikasyon sa maraming mga domain, nagbibigay ang artikulong ito ng isang detalyadong pangkalahatang-ideya ng komunikasyon sa Modbus, mga functional code, pagpapatupad, at application nito.
Ano ang Modbus?
Ang Modbus ay ang bukas na pamantayang RTU, kung saan maraming mga samahan at inhinyero ang nagpapatupad nito sa kanilang aparato nang hindi kasama ang anumang uri ng pagbabayad. Ang protokol na ito ay isinasaalang-alang bilang ang pinaka-nasa lahat ng pook na komunikasyon na protokol at sa pangkalahatan ay maa-access bilang isang paraan ng pag-uugnay ng mga kagamitang elektronikong pang-engineering.
Sa isang detalyadong paraan, ito ang komunikasyon ang protokol na ginagamit para sa paghahatid ng impormasyon sa pagitan ng mga elektronikong kagamitan sa pamamagitan ng mga serial line o sa pamamagitan ng mga koneksyon sa Ethernet. Sa isang bukas na karaniwang kondisyon, maaaring ipatupad ito ng sinuman. Marahil ay ginagamit ito para sa koneksyon ng isang system na pagkontrol gamit ang isang RTU sa bumaba sa domain ng kapangyarihan.
Ang protokol ng Modbus ay mahusay na tinukoy bilang isang master at slave protocol na nangangahulugang ang isang tool na gumaganang bilang master ay gagawa ng alinman sa higit pang mga tool upang gumana bilang isang alipin. Malinaw na ipinapahiwatig nito na ang alipin ay hindi magsasagawa ng data, kailangan nitong maghintay hanggang hiningi ito para sa impormasyon. Isusulat ng master ang impormasyon sa mga aparato ng alipin at pagkatapos ay magbasa ng impormasyon mula sa mga rehistro ng alipin sa master. Palaging magkakaroon ng isang nakarehistrong address mula sa pananaw ng mga rehistro sa alipin.
Paano gumagana ang Modbus Communication Protocol?
Tulad ng Remote Terminal Unit (RTU) ng ganitong uri ng bukas na pamantayan ay gumagamit ng isang diskarte sa master at alipin upang lumikha ng komunikasyon sa iba't ibang mga aparato, tumutugma ito na ang anumang uri ng application na gumagamit ng senaryo ng RTU ay magtataglay ng isang master mode ng Modbus at isang minimum na isa Alipin ng aparato. Malinaw na ipinapahiwatig nito na ang alipin ay hindi magsasagawa ng data, kailangan nitong maghintay hanggang hiningi ito para sa impormasyon.
Komunikasyon sa Modbus
Ang komunikasyon ng master at alipin sa mga aparato ay pinapagana ng alinman sa pamamagitan ng mga serial bus o network. Nasa OSI diskarte, Modbus ay inilalagay sa ikapitong layer. Ang layunin nito ay upang humiling ng protokol at pagkatapos ihahatid ang mga kaukulang serbisyo na nabanggit ng mga umaandar na code. Ang mga functional code ng Modbus RTU protocol na ito ay ang mga bahagi ng kahilingan ng Modbus.
Kaya upang mabuo ang yunit ng data ng aplikasyon ng Modbus, ang yunit ng paghahatid ay dapat magsimula ng isang transaksyon sa aparato. Ito ang pagpapatakbo kung saan aabisuhan ang server na gumana sa tinukoy na uri ng operasyon. Ang disenyo ng kahilingan na hinimok ng master device ay natutukoy ng application protocol. Pagkatapos ang code ng pag-andar ay mai-code bilang 8-bits na isang byte. Ang mga function code lamang na nasa saklaw na 1-25 ay itinuturing na wasto at sa 128-255 na ito ay itinabi para sa mga pambihirang tugon.
Arkitektura
Kapag may isang kahilingan / mensahe mula sa master hanggang alipin, nangangahulugan ito na ito ay ang patlang ng code ng pagpapaandar na aabisuhan sa server upang maisagawa ang hiniling na pagkilos. Para sa ilang mga pagpapatakbo, magkakaroon din ng ilang mga sub-functional code. Halimbawa, maaaring basahin ng master device ang ON at OFF na mga paglilipat ng isang kumpol ng iba't ibang mga input / output.
Nagbabasa din ito o nagsusulat ng impormasyon ng isang pangkat ng mga rehistro ng Modbus. Kapag ang tugon ng alipin ay natanggap ng master, kung gayon ang patlang ng code ng pag-andar ay ginamit ng alipin upang magpahiwatig alinman ito ay isang hindi kapansin-pansin o pambihirang tugon. Ang aparato ng alipin ay tatunog para sa kahilingan ng unang code ng pag-andar sa mayroong isang normal na tugon.
Ganito ang Protokol ng komunikasyon sa modbus ay gumagana.
Mga Code ng Pag-andar
Kinikilala ng protokol ng Modbus ang maraming mga code ng pag-andar upang makakuha ng kakayahang mai-access para sa mga pagrehistro. Mayroong pangunahin na apat na iba't ibang mga bloke ng data na nailalarawan sa pamamagitan ng Modbus at dito maaaring mangyari sa overlap ng alinman sa mga numero ng rehistro o address. Kaya't dahil dito, kailangang tukuyin ang isang eksaktong kahulugan kung saan kinakailangan ang mga address at kung saan kinakailangan ang mga functional code.
Malinaw na binubuod ng talahanayan sa ibaba ang Mga code ng pag-andar ng Modbus . Mayroon lamang isang subcategory ng mga code na ito. Ngunit para sa ilang mga kaukulang aplikasyon, maaaring hindi mailapat ang mga ito.
| Modbus Function Code | Uri ng Rehistro |
| 1 | Coil ng pagbasa |
| dalawa | Pagbabasa ng mga discrete input |
| 3 | Pagbasa ng paghawak mga rehistro |
| 4 | Pagbasa ng mga rehistro ng pag-input |
| 5 | Pagsulat ng solong-likaw |
| 6 | Pagsulat ng solong may hawak na rehistro |
| labinlimang | Pagsulat ng maraming coil |
| 16 | Pagsusulat ng maraming rehistro |
Profibus v / s Modbus
Upang ihambing ang Profibus at Modbus bilang magkakahiwalay na mga application, ang bawat isa sa dalawa ay may maraming mga benepisyo at application.
Ang Modbus ay may isang simpleng konstruksyon, streamline na operasyon, at madaling lapitan ng protokol. Bagaman mayroong ilang pagkakaiba sa protocol sa pamamagitan nito at sa kahulugan ng pisikal na layer, bubuo ito ng mga isyu sa mga pagpapatakbo ng multi-vendor. Samantalang ang Profibus ay ang pinaka kumplikadong protokol na itinayo upang i-automate ang buong industriya. Nagpapatakbo ito ng iba sa mga pag-andar ng multi-vendor na may mga modem at nagtataglay ng masusing diagnostic.
Sa oras ng koneksyon ng matalinong aparato sa controller sa isang point-to-point na diskarte, o mayroon itong isang remote na lokasyon, pagkatapos ay ihinahatid ng Modbus ang senaryong ito sa pinakamahusay. Sa mga kundisyon kapag mayroong umiiral na higit sa isang punto na nangangahulugang maraming mga vendor, kung gayon ang Profibus ay nagsisilbi sa pinakamahusay nito.
Ang isang application na nakakakuha ng higit na katanyagan ay nagbibigay ng pinaka mahusay sa parehong mundo. Ang application na ito ay gumagamit ng Modbus para sa paghahatid ng data sa pagitan ng master controller at isang data concentrator at mayroon itong isang malayuang lokasyon kung saan ito gumagamit ng isang Profibus.
Mga Bersyon ng Protocol
Mga bersyon ng protokol sa aparatong ito umiiral para sa parehong Ethernet at serial port. Ang mga pagkakaiba-iba ng mga protokol ng Modbus ay:
Modbus rtu
Upang maitaguyod ang komunikasyon sa protocol, kumakatawan ito sa data sa isang binary format at kadalasang ginagamit sa serial na komunikasyon. Ang mga mensahe sa bersyon na ito ay nahahati sa mga idle period. Ang format na sinusundan sa bersyon ng RTU ay isang cyclic redundancy check upang mapatunayan ang mekanismo at tinitiyak nito ang pagiging maaasahan ng data.
Modbus ASCII
Upang maitaguyod ang komunikasyon sa protocol, ASCII ang mga character ay ginagamit at karamihan ay ipinatupad sa serial na komunikasyon. Ang mga mensahe sa bersyon na ito ay nahahati sa isang colon (“) at sa pamamagitan ng pagsunod sa newline (/). Ang format na sinusundan sa bersyon ng ASCII ay isang longhitudinal redundancy check upang mapatunayan ang mekanismo.
Modbus TCP
Ang bersyon na ito ng Modbus ay ipinatupad para sa mga komunikasyon sa pamamagitan ng Mga network ng TCP / IP pag-uugnay sa port 502. Ang variant na ito ay hindi nangangailangan ng anumang uri ng pagkalkula ng tsekum bilang mas mababang mga antas mismo ang nagbibigay nito.
Modbus TCP Architecture
Modbus Plus
Ito ang patentadong variant para sa Schneider Electric at sa kaibahan sa iba pang mga uri ng mga variant, sinusuportahan nito ang peer to peer na uri ng mga komunikasyon sa pagitan ng iba't ibang mga masters. Kailangan nito ng isang nakatuon na co-processor upang pamahalaan ang mabilis na HDLC tulad ng pagkakaiba-iba ng token. Ginagamit nito ang isang baluktot na pares sa 1 Mbit / s at binubuo ng paghihiwalay ng transpormer na inilalagay sa bawat node. Ang isang tukoy na uri ng hardware ay kinakailangan upang maitaguyod ang isang koneksyon sa pagitan ng Modbus + at mga computer, tulad ng ISA bus.
Ang iba pang mga uri ng mga bersyon ng protocol ay:
- Si Enron
- Pemux
- Modbus higit sa UDP
Mga Application sa Modbus
Ang mga pangunahing application ay:
- Ginamit sa domain ng pangangalaga ng kalusugan para sa pagsusuri ng mga awtomatikong antas ng temperatura
- Pagsusuri ng pag-uugali ng trapiko
- Ipinatupad sa automation sa bahay para sa streamline data transfer
- Nagtatrabaho sa mga industriya tulad ng Gas, Langis, Geothermal, Hydel, Hangin, at Solar
Bilang karagdagan sa mga ito, ang iba pang mga pangunahing konsepto na makikilala din sa konsepto ay ang visualization ng data, mga uri ng rehistro, mga code ng pagbubukod, komunikasyon sa mga aparatong gateway na ito, pag-encode ng data sa ganitong uri ng RTU, representasyon ng data, pag-troubleshoot, bilis at serial komunikasyon , at pagmemensahe. Nagbibigay ang artikulong ito ng isang pangkalahatang paglalarawan ng kung ano ang isang Modbus, ang pagtatrabaho nito, mga code ng pag-andar, mga bersyon ng protocol, at mga application.
Ang katanungang lumabas na kailangang kilalang-kilala kasama ng lahat ng ito ay ano ang
