Mis on Modbus: töö ja selle rakendused

Mis on Modbus: töö ja selle rakendused

Modbus-protokolli nimetatakse tavaliselt tööstusliku võrguühenduse vanaisaks. Veebiteenuste ja Interneti-sideprotokollide praegusel ajastul on suhtlus ja suhtlusstsenaariumidele reageerimise taotlus praktiliselt maaliline. Modbus-protokollid on hõlpsasti konfigureeritavad vastavalt tööstus- ja ärinõuetele. Selle ülipopulaarse populaarsuse ja mitmes valdkonnas laialdaselt levinud rakenduste tõttu annab see artikkel üksikasjaliku ülevaate Modbus-suhtlusest, selle funktsionaalsetest koodidest, rakendustest ja rakendustest.



Mis on Modbus?

Modbus on avatud standard RTU, kus paljud organisatsioonid ja insenerid rakendavad selle oma seadmesse ilma igasuguseid makseid lisamata. Seda protokolli peetakse kõige üldlevinumaks sideprotokolliks ja see on üldiselt ligipääsetav tehniliste elektroonikaseadmete ühendamise vahendina.


Üksikasjalikult on see suhtlemine protokoll, mida kasutatakse teabe edastamiseks elektroonikaseadmete vahel jadaliinide või Etherneti ühenduste kaudu. Avatud standardseisundis saab seda rakendada igaüks. Seda kasutatakse tõenäoliselt süsteemi ühendamiseks, mis kontrollib RTU-d vähenemine võimuvaldkonnas.



Modbusi protokoll on hästi määratletud kui põhi- ja alamprotokoll, mis tähendab, et ülemana töötav tööriist muudab kas ühe või mitu tööriista toimima alamana. See näitab selgelt, et ori ei võta andmeid, ta peab ootama, kuni temalt teavet küsiti. Meister kirjutab orjaseadmetele üles teabe ja loeb seejärel alamregistritest teavet ülemale. Alamregistrite vaatenurgast on alati olemas registreeritud aadress.

Kuidas töötab Modbusi sideprotokoll?

Kuna seda tüüpi avatud standardi kaugterminaliüksus (RTU) kasutab eri seadmete vahelise side loomiseks põhi- ja orjapõhist lähenemist, vastab see sellele, et mis tahes RTU stsenaariumi kasutav rakendus omab Modbus-põhiseadet ja vähemalt ühte Orjaseade. See näitab selgelt, et ori ei võta andmeid, ta peab ootama, kuni temalt teavet küsiti.



Modbus-side

Modbus-side

Kõigi seadmete põhi- ja alamside on lubatud kas jadasiinide või võrkude kaudu. Aastal OSI lähenemisel paigutatakse Modbus seitsmendasse kihti. Selle eesmärk on taotleda protokolli ja seejärel pakkuda funktsionaalsete koodidega mainitud vastavaid teenuseid. Need Modbus RTU protokolli funktsionaalsed koodid on Modbus-päringu komponendid.


Modbus-rakenduse andmeüksuse väljatöötamiseks peaks kättetoimetamise üksus algatama seadmetehingu. See on toiming, mis teavitab serverit töötama määratud tüüpi toimingutega. Põhiseadme käivitatud päringu kujunduse määrab rakendusprotokoll. Siis kodeeritakse funktsioonikood 8-bitiseks, mis on üks bait. Ainult funktsioonikoodid, mis jäävad vahemikku 1–25, loetakse kehtivateks ja 128–125 eraldatakse erakorraliste vastuste jaoks.

Arhitektuur

Arhitektuur

Kui isandalt on päring / sõnum alamale, tähendab see, et funktsioonikoodi väli teavitab serverit taotletud toimingut sooritama. Mõne toimingu jaoks on olemas ka mõned alamfunktsionaalsed koodid. Näiteks saab põhiseade lugeda erinevate sisendite / väljundite klastri sisse- ja väljalülitusi.

Samuti loeb või kirjutab see Modbus-registrite rühma teavet. Kui ori reageerib kaptenile, kasutab ori funktsioonikoodivälja, et tähistada kas erakordset või erakordset vastust. Orjaseade kostab esimese funktsiooni koodi päringu korral, kui vastus on normaalne.

Nii on Modbus-sideprotokoll on toiminud.

Funktsioonikoodid

Registrite ligipääsetavuse tagamiseks tuvastab Modbusi protokoll mitu funktsioonikoodi. Põhiliselt on neli erinevat andmeblokki, mida iseloomustab Modbus ja siin võib juhtuda, et kattuvad kas registrinumbrid või aadressid. Seetõttu tuleb määratleda täpne määratlus, kus on vaja aadresse ja kus on vaja funktsionaalseid koode.

Alljärgnevas tabelis on selgelt kokku võetud Modbus-funktsioonikoodid . Nendel koodidel on ainult üks alamkategooria. Mõne vastava rakenduse puhul ei pruugi neid siiski rakendada.

Modbusi funktsioonikood Registri tüüp
1Spiraali lugemine
kaksDiskreetsete sisendite lugemine
3Hoidmise lugemine registrid
4Sisendregistrite lugemine
5Ühe mähise kirjutamine
6Ühtse põllumajandusettevõtte registri kirjutamine
viisteistMitme mähise kirjutamine
16Mitme valdusregistri kirjutamine

Profibus v / s Modbus

Profibuse ja Modbusi võrdlemiseks eraldi rakendustena on mõlemal neist mitu eelist ja rakendust.

Modbus on lihtsa ehitusega, sujuva toimimisega ja hõlpsasti ligipääsetava protokolliga. Ehkki protokollis iseenesest ja füüsilise kihi määratluses on teatud erinevus, tekitab see probleeme mitme tarnija operatsioonides. Profibus on kõige keerulisem protokoll, mis loodi kogu tööstusharu automatiseerimiseks. See töötab eranditult modemitega mitme müüja funktsioonides ja tal on põhjalik diagnostika.

Kui nutiseade ühendub kontrolleriga punkt-punkt lähenemises või kui seal on üks kaugasukoht, siis Modbus teenib seda stsenaariumi kõige paremini. Tingimustes, kus on rohkem kui üks punkt, mis tähendab mitut müüjat, teenib Profibus oma parimat.

Üks suurema populaarsuse võitnud rakendus pakub mõlemast maailmast suurepäraseimat. See rakendus kasutab Modbusit andmeedastuseks juhtpuldi ja andmekontsentraatori vahel ning sellel on kauge asukoht, kus see kasutab Profibust.

Protokolliversioonid

Protokolliversioonid selles seadmes on olemas nii Etherneti kui ka jadapordide jaoks. Modbus-protokollide variandid on:

Modbus rtu

Protokolliside loomiseks tähistab see andmeid binaarses vormingus ja seda kasutatakse enamasti jadasuhtluses. Selles versioonis olevad sõnumid on jagatud tühikäigu perioodide kaupa. RTU versioonis järgitav vorming on tsükliline koondamise kontroll mehhanismi kontrollimiseks ja see tagab andmete usaldusväärsuse.

Modbus ASCII

Protokolliside loomiseks ASCII märke kasutatakse ja rakendatakse enamasti jadakommunikatsioonis. Selles versioonis olevad sõnumid on jagatud kooloniga (“) ja uue rea lõppu (/). ASCII versioonis järgitav vorm on mehhanismi kontrollimiseks pikisuunaline koondamise kontroll.

Modbus TCP

See Modbusi versioon on rakendatud suhtluseks läbi TCP / IP võrgud linkimine üle pordi 502. See variant ei vaja mingisugust kontrollsumma arvutamist, kuna madalamad tasemed ise seda pakuvad.

Modbus TCP arhitektuur

Modbus TCP arhitektuur

Modbus Plus

See on Schneider Electricu patenteeritud variant ja erinevalt muud tüüpi variantidest toetab see erinevate meistrite vahelist peer to peer tüüpi sidet. Kiire HDLC, näiteks märgimuutuste haldamiseks on vaja pühendunud kaasprotsessorit. See kasutab keerdpaari kiirusel 1 Mbit / s ja koosneb trafo isolatsioonist, mis asetatakse igasse sõlme. Modbus + ja arvutite, näiteks ISA-siini vahelise ühenduse loomiseks on vaja konkreetset tüüpi riistvara.

Muud tüüpi protokolliversioonid on:

  • Enron
  • Pemux
  • Modbus üle UDP

Modbusi rakendused

Peamised rakendused on:

  • Kasutatakse tervishoiuvaldkonnas automatiseeritud temperatuuritasemete analüüsimiseks
  • Liikluskäitumise analüüs
  • Rakendatud koduautomaatikas sujuvaks andmeedastuseks
  • Töötab sellistes tööstusharudes nagu gaas, nafta, geotermiline energia, hüdel, tuul ja päike

Lisaks nendele on kontseptsioonis teada ka muud peamised mõisted: andmete visualiseerimine, registritüübid, erandkoodid, side selle lüüsiseadmetega, andmete kodeerimine seda tüüpi RTU-s, andmete esitamine, tõrkeotsing, kiirus ja järjestikune suhtlus ja sõnumside. Selles artiklis antakse üldine kirjeldus selle kohta, mis on Modbus, selle töö-, funktsioonikoodid, protokolliversioonid ja rakendused.

Tekkiv küsimus, mis peab kõigi nende kõrval olema ülitähtis, on need, mis on