Modbus, protokół: opis, zakres zastosowań, zalety i wady

Data:

2018-11-24 20:00:22

Przegląd:

902

Ranking:

1Kochać 0Niechęć

Udział:

Table of contents:

Modbus - otwarty protokół komunikacji szeregowej. Został opracowany w 1979 roku do użytku z urządzeniami programowalnego sterownika logicznego (PLC), obecnie szeroko wykorzystywany do łączenia wielu typów przemysłowych urządzeń elektronicznych podłączonych do różnych typów sieci.

Powszechnie używany protokół w całej automatyki przemysłowej. Modbus jest bardzo popularny. Jest to bardzo proste i intuicyjne w obsłudze urządzenie ze standardowym szeregowej połączeniem. W sieci Modbus każde urządzenie patrzy w sieci jako zestaw cewek (bit) i rejestrów. Master odczytuje i zapisuje te cewki i rejestry, używając bardzo prostych i sprężone zestaw poleceń. Komunikacja porusza się tylko w jednym kierunku.

Implementacja protokołu Modbus, zainstalowany w praktyce, jest bardzo krótka. Chociaż istnieje dwadzieścia podstawowych poleceń, tylko niektóre z nich są rzeczywiście realizowane. Najczęstsze zespoły zostają odczytane cewki, nagrywane cewki, odczyt rejestru, ustawienia rejestrów. Mały zestaw poleceń - jeszcze jeden powód popularności protokołu.protokół modbus

Modbus ó protokół rozszerzonego zastosowania

Konwerter protokołów powszechnie stosowany z wielu powodów:

  • Modbus ó protokół open source. Oznacza to, że może on być włączony w szeroki zakres typów urządzeń od dowolnego dostawcy sprzętu.
  • Wykorzystuje prostą strukturę wiadomości, co czyni go mniej trudne do wdrożenia. Może wymagać tylko kilka dni do realizacji. To wyraźną przewagę konkurencyjną w porównaniu z innymi protokołami, które mogą wymagać miesięcy do nauki i wdrażania.
  • Obsługuje szeregowego lub Ethernet połączenia.
  • Używany z dwoma rodzajami połączeń szeregowych: RS-232 i RS-485. Niektóre wersje protokołu Modbus tcp mogą być również przesyłane za pośrednictwem sieci Ethernet lub TCP/IP. Te wiadomości Modbus pakowane jak однобитовые lub 16-bitowe pakiety słów.

Protokół Modbus nie jest częścią warstwy fizycznej sieci. Połączenie jest przekazywane nad fizycznymi poziomach, co pozwala na wykorzystanie jej w wielu różnych typach sieci. Ta właściwość нефизического poziomu sprawia, że protokołem Modbus stosowanej charakteru.modbus rtu opis protokołu

Bardziej:

Co to jest Ethernet – główne zalety internetu-sieci

Co to jest Ethernet – główne zalety internetu-sieci

O tym, co to jest Ethernet, okazało się w latach siedemdziesiątych XX wieku. Wynalazł ten typ sieci lokalnej Robert Metcalfe, który pracował w tym czasie na firmy Xerox. W latach 70-tych Metcalf otworzył własną firmę 3com, gdzie zakończyła się opraco...

UAC: wyłączyć lub ułaskawienie

UAC: wyłączyć lub ułaskawienie

W odległej już od nas w 2006 roku światowa komputerowa opinia publiczna była wstrząsa wyjściem SYSTEMU Windows Vista. Na nowy system od razu runął niesamowity lawinę negatywnych, powód dla którego nadal zostały.Jednym z nich była opcja UAC, wyłączyć ...

Jak dodać muzykę w iTunes: trzy proste sposoby

Jak dodać muzykę w iTunes: trzy proste sposoby

Telefony komórkowe kilku lat przekształciliśmy się z zwykłego narzędzia komunikacji w gadżety, które zastępują konsole do gier, książki, wideo i odtwarzaczy audio. A jeśli nie tak dawno muzykę można było po prostu pobrać z witryn internetowych i usta...

Protokół transmisji Modbus ó to ogólny sposób zbierania danych z różnych źródeł w celu sprawdzenia operacji, archiwizacji i rozwiązywania problemów z centralnej lokalizacji zdalnej. Jest on powszechnie stosowany i jest dość prosty technologią. W zależności od aplikacji, nowy protokół może mieć więcej korzyści.

Jak zwykle, KOMPUTER jest skonfigurowany do uruchamiania takich programów, jak Wonderware, Intellution lub LabVIEW w jednym miejscu do zbierania danych z różnych procesów w całym przedsiębiorstwie. Inna aplikacja jest przeznaczona do ustawienia zdalnych kontrolerów procesów produkcyjnych (PLC Allen-Bradley, Siemens, PLCDirect i inne). Do reagowania na różne poziomy i tryby, które są przesyłane z urządzenia.protokół modbus rtu

Dwie opcje protokołu

Istnieją dwa warianty protokołu, które przechodzą przez kolejne połączenia. Jednym z nich jest protokół Modbus RTU. Opis tego wariantu: ja bardziej kompaktowe, wykorzystuje binarny związek. W tym formacie transmisja danych zawsze towarzyszy cyklicznej sumą redundancji, która służy do wykrywania problemów z transmisją.

Drugi wariant ó Modbus ASCII. Ta wersja jest bardziej szczegółowa, wykorzystuje hex kodowanie ASCII danych, która może być odczytana przez operatorów. Modbus ASCII jest mniej bezpiecznym protokołem. Ponieważ jest on mniej skuteczny, niż Modbus RTU, operatorzy muszą korzystać z ASCII tylko do transmisji danych do urządzeń, które nie obsługują formatu RTU. ASCII może być również pomocne, jeśli komunikat RTU nie może być poprawnie stosowane.protokół modbus rtu

Protokół Modbus dla opornych

Modbus - protokół komunikacji szeregowej, służący do przekazywania informacji w spójny linii pomiędzy urządzeniami elektronicznymi. To, która prosi o informację, nazywa się wiodącym (Master), a informacje o dostawie urządzeń ó podwładni urządzenia (Slaves). W standardowej sieci Modbus jest jeden Master i do 247 Slaves, z których każdy ma niepowtarzalny podporządkowany adres od 1 do 247. Master może również rejestrować informacje w Slaves.

Do czego go używają?

Modbus jest otwartym protokołem. Oznacza to, że producenci za darmo mogą osadzać go w swój sprzęt. Stał się standardowym protokołem komunikacji w przemyśle, a obecnie jest najbardziej popularnym środkiem łączności przemysłowych urządzeń elektronicznych. Jest on powszechnie stosowany przez wielu producentów w wielu branżach.

Modbus jest zazwyczaj używany do przesyłania sygnałów od przyrządów i urządzeń sterowania z powrotem do głównego sterownika lub systemu zbierania danych, na przykład, system, który mierzy temperaturę i wilgotność, przekazuje wyniki do komputera. Modbus jest często używany do połączenia kontrolnego komputer ze zdalnym śmiertelnie blokiem (RTU) w systemach nadrzędnego sterowania i gromadzenia danych (SCADA). Wersji protokołu Modbus istnieją dla kolejnych linii (RTU i ASCII) i dla sieci Ethernet (TCP).

protokół modbus tcp

Jak to jestdziała?

Modbus jest przekazywana na konsekwentnej linii między urządzeniami. Najprostszą instalacją był jeden szeregowy kabel łączący porty szeregowe na dwóch urządzeniach: Master i Slave.

Dane są wysyłane jako seria jedynek i zer, zwanych bitami. Każdy bit jest przekazywana jako napięcie, zer - pozytywne, a jednostki - ujemne napięcia. Bity są wysyłane bardzo szybko. Typowa prędkość transmisji wynosi 9600 bodów (bitów na sekundę).

Protokół Master/Slave

Przy opisie protokołu Modbus RTU komunikacja odbywa się między centralnie jednym z wyposażeniem, 247 podłączonymi urządzeniami elektronicznymi w jednej sieci. Konstrukcję powszechnie nazywany protokołem «master/slave», ponieważ system Master żąda informacji od podłączonych urządzeń, które nazywane są «podwładnymi». Slave wysyła informacje tylko mistrzowi w odpowiedzi na te prośby nie działają w trybie offline. Prowadzący może również rejestrować informacje na podrzędne urządzenia, ale podwładni urządzenia nie mogą rejestrować informacje wiodącego urządzenia.

Gdy urządzenie slave wysyła komunikat Modbus, zaczyna kształtować wiadomość z unikalnym identyfikatorem adresy. Jest to liczba od 1 do 247, co pozwala mistrzowi określić, jakie konkretne urządzenie spełnia wymaganych informacji.protokół modbus dla opornych

Komunikacja i urządzenia

Do Każdego urządzenia, przeznaczonego do komunikacji z wykorzystaniem Modbus, przypisany unikalny adres. W kolejnych sieciach tylko węzeł, mianowany mistrzem, może wywołać polecenie. W Ethernet każde urządzenie może wysłać polecenie Modbus, choć zwykle to robi tylko jeden wiodący. Zespół zawiera adres urządzenia, do którego jest przeznaczony (od 1 do 247). Wszystkie polecenia zawiera informacje na sumy kontrolnej, aby umożliwić odbiorcy do wykrywania błędów transmisji. Podstawowe polecenia Modbus wskazują RTU na zmianę wartości w jednym ze swoich rejestrów, zarządzanie lub odczyt portu wejścia / wyjścia, polecenie urządzenia odesłać jedną lub kilka wartości, zawartych w jego rejestrach.

Istnieje wiele modemów i bramek obsługujących Modbus, ponieważ jest to bardzo prosty protokół i często kopiowane. Niektóre z nich zostały zaprojektowane specjalnie dla niego. Różne realizacji używają przewodową, bezprzewodową komunikację, na przykład, w paśmie ISM, a nawet usługę krótkich wiadomości tekstowych (SMS), a także wspólną usługę pakietowej radiowej (GPRS). Typowe problemy, z którymi muszą zmierzyć się projektanci, m.in. problem z dużym opóźnieniem i czasem.

Przegląd typów rejestru Modbus

Typy rejestrów, do których odwołują się urządzenia, to:

• cewkę (dyskretne wyjście);
• wejście binarne;
• wejście wielkość liter;
• rejestrację holdingu.

Kody funkcji

Istnieją trzy kategorie kody funkcji Modbus:

  • Kody ogólnych funkcji - od 1 do 127, za wyjątkiem kodów użytkownika, sprawdzonych społecznością Modbus, publicznie udokumentowane i na pewno wyjątkowe.
  • Niestandardowe kody funkcji - znajdują się w dwóch zakresach od 65 do 72, od 100 do 110.
  • Kody zarezerwowanych funkcji - używane są przez niektóre firmy dla starszych produktów, są dostępne do ogólnego użytku.

Zalety

Niektóre zalety korzystania z protokołu Modbus:

  • Jeśli sterownik jest już zainstalowany, a użytkownik jest zaznajomiony z gniazd Ethernet i TCP/IP, sterownik może pracować i komunikować się z PC przez kilka godzin. Wydatki na opracowanie uważane za niskie. Wymagana jest minimalna ilość sprzętu. Sterownik jest kompatybilny z dowolnym systemem operacyjnym.
  • Nie ma potrzeby, aby w «egzotycznych» chipsetów, więc system może używać standardowych PC-karty Ethernet do komunikacji z nowo realizowanym urządzeniem. Ponieważ cena Ethernet spada, maleją koszty sprzętu. Użytkownicy nie są przywiązane do konkretnego dostawcy usług wspierających, ale mogą korzystać z obecnymi osiągnięciami.
  • Specyfikacja jest dostępna za darmo do pobrania, bez dodatkowych opłat licencyjnych, niezbędnych do korzystania z protokołów Modbus, nie jest wymagane.
  • Współpraca między urządzeniami różnych producentów i kompatybilność z posiadaną bazą kompatybilnych urządzeń.

Są konwertery protokołów Modbus drogie. Cena przemysłowych bram wynosi 1000 dolarów.

Ograniczenia

Ponieważ Modbus został opracowany w końcu lat 1970-tych do komunikacji z programowalnymi sterownikami logicznymi, liczba typów danych jest ograniczona do tych, które zostały zrozumiane PLC w tym czasie. Duże obiekty binarne nie są obsługiwane.

Nie ma standardowej metody do witryny, aby znaleźć opis obiektu danych, na przykład, aby określić, czy wartość rejestru - wartość temperatury między 30 i 175 stopni.

protokół transmisji modbus

Ponieważ Modbus jest protokołem typu «master/slave», do urządzenia nie ma możliwości «informować o wykluczeniu» (poza Ethernet TCP/IP, zwanego open-mbus). Główny węzeł powinien regularnie otrzymywać dane z podrzędnych urządzeń, a także szukać zmian w danych. To obciąża przepustowość, wydłuża czas dostępu do sieci w aplikacjach, gdzie przepustowość może być drogie, na przykład, w kanałach z niską prędkością transmisji danych.

Modbus ogranicza się do adresowalnych 254 urządzeń na jednej linii danych, co ogranicza liczbę urządzeń, które mogą byćpodłączone do stacji nadrzędnej (Ethernet TCP/IP jest wyjątkiem). Transmisji musi być ciągły, co ogranicza typy zdalnych urządzeń komunikacyjnych tymi, które mogą zbuforować dane, aby uniknąć przerw w transmisji. Sam protokół Modbus nie zapewnia ochrony przed nieautoryzowanymi poleceń lub przechwycenia danych. Ważne jest, aby zrozumieć, że w procesie przekazywania informacji pojawiają się błędy logiczne, a także związane z zakłóceniem przy wymianie.


Article in other languages:

AR: https://tostpost.com/ar/computers/10874-modbus.html

BE: https://tostpost.com/be/kamputary/19485-modbus-pratakol-ap-sanne-sfera-prymyanennya-vartasc-nedahopy.html

DE: https://tostpost.com/de/computer/19493-modbus-protokoll-beschreibung-anwendungsbereich-vorteile-und-nachteile.html

En: https://tostpost.com/computers/16952-modbus-protocol-description-scope-advantages-and-disadvantages.html

ES: https://tostpost.com/es/los-ordenadores/19504-modbus-protocolo-descripci-n-mbito-de-aplicaci-n-ventajas-y-desventaja.html

HI: https://tostpost.com/hi/computers/10884-modbus.html

JA: https://tostpost.com/ja/computers/10884-modbus.html

KK: https://tostpost.com/kk/komp-yuterler/19480-modbus-hattama-sipattamasy-oldanu-salasy-arty-shyly-tary-men-kemsh-l-k.html

PT: https://tostpost.com/pt/computadores/19452-modbus-protocolo-descri-o-o-mbito-de-aplica-o-vantagens-e-desvantagens.html

TR: https://tostpost.com/tr/bilgisayarlar/19487-modbus-protokol-tan-m-kapsam-yararlar-ve-dezavantajlar.html

UK: https://tostpost.com/uk/komp-yuteri/19477-modbus-protokol-opis-sfera-zastosuvannya-perevagi-nedol-ki.html

ZH: https://tostpost.com/zh/computers/11693-modbus-protocol-description-scope-advantages-and-disadvantages.html






Alin Trodden - autor artykułu, redaktor
"Cześć, jestem Alin Trodden. Piszę teksty, czytam książki, Szukam wrażeń. I nie jestem zły w opowiadaniu ci o tym. Zawsze chętnie biorę udział w ciekawych projektach."

Uwaga (0)

Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!

Dodaj komentarz

Nowości

Co to jest karta tunelowania Teredo firmy Microsoft: po co jest on potrzebny, jak działa i jak go wyłączyć?

Co to jest karta tunelowania Teredo firmy Microsoft: po co jest on potrzebny, jak działa i jak go wyłączyć?

Siódma wersja systemu Windows od momentu jej wyjścia przedstawił użytkownikom wiele niespodzianek. Tak, wielu odkryli w systemie (a dokładniej w «Menedżerze urządzeń») sterownik do karty tunelowania Teredo firmy Micros...

Jak przyciąć film wideo: porady, programy i instrukcje

Jak przyciąć film wideo: porady, programy i instrukcje

W tym informacyjnym artykule znajdują się odpowiedzi na pytanie: «Jak przyciąć film wideo»? Niniejszy materiał, z przeglądem programów komputerowych, za pomocą których można osiągnąć ten dość prosty zabieg, będzie przy...

Na co ma wpływ zmiany systemu

Na co ma wpływ zmiany systemu

Poziom każdego użytkownika zależy od tego, ile czasu spędza przed komputerem. Opanowanie jest bardzo prosta, i, z biegiem czasu, to dzieje się coraz więcej i więcej. Ponadto, zwiększa się szybkość wykonywania zadań, ich jakość, zw...

Deus Ex: Human Revolution - kody, porady i pomoc

Deus Ex: Human Revolution - kody, porady i pomoc

Deus Ex: Human Revolution - projekt urozmaicone, z której strony nie spojrzeć. Akcja rozgrywa się w przyszłości, gdzie na zmianę poszczególnych ludzkich kończyn (i nie tylko) przyszedł nowoczesne implanty, призавнные sprawiają, że...

Szczegółowo o tym, jak zrobić, aby

Szczegółowo o tym, jak zrobić, aby "Minecraft" nie лагал

Jeśli masz lag «Minecraft» i to zaczęło się dziać stosunkowo niedawno, w takim przypadku trzeba znaleźć rozwiązanie problemu. Gra sama w sobie wymaga dużo zasobów, więc mogą występować problemy nawet na dobrym komputer...

Czyszczenie

Czyszczenie "Android" od śmieci i niepotrzebnych plików

W procesie obsługi dowolnego urządzenia na platformie «Android» system operacyjny urządzenia z dnia na dzień zawada, gromadząc wiele niepotrzebnych informacji: historia wyszukiwania i pobierania przeglądarki, jakieś ni...