„Modbus“ ryšys: raktas į sklandžių pramoninių tinklų kūrimą
„Modbus“ ryšys: raktas į sklandžių pramoninių tinklų kūrimą
Apžvalga
„Modbus“ yra pramonės srityje dažnai naudojamas protokolas, sukurtas 1979 m., siekiant užtikrinti ryšį tarp automatizavimo įrenginių. Iš pradžių „Modbus“ buvo įdiegtas kaip taikomojo lygio protokolas duomenims perduoti per nuoseklųjį sluoksnį, o dabar jį taip pat galima išplėsti, kad būtų įdiegtas per nuoseklųjį, TCP/IP ir vartotojo duomenų diagramos protokolą (UDP). Šiame dokumente pateikiama išsami protokolo įgyvendinimo interpretacija.
Kas yra Modbus protokolas?
„Modbus“ yra užklausos atsakymo protokolas, įgyvendinamas per pagrindinio ir pavaldinio ryšį. Pagrindinio ir pavaldinio santykiuose ryšys visada vyksta poromis (įrenginys turi inicijuoti užklausą ir tada laukti atsakymo), o už kiekvienos sąveikos inicijavimą yra atsakingas užklausos pateikęs įrenginys (pagrindinis įrenginys). Paprastai pagrindinis įrenginys yra žmogaus ir mašinos sąsaja (HMI) arba stebėjimo ir duomenų rinkimo (SCADA) sistema, o antriniai įrenginiai yra jutikliai, programuojami loginiai valdikliai (akcinė bendrovės) arba programuojamus automatikos valdiklius (PAC). Šių užklausų ir atsakymų turinį, taip pat tinklo sluoksnį, kuris siunčia šiuos pranešimus, apibrėžia skirtingi protokolo sluoksniai.
Kurie įrenginiai palaiko „Modbus“ protokolą?
„Modbus“ protokolą plačiai palaiko įrenginiai, įskaitant programuojamus loginius valdiklius (PLC), nuotolinius terminalų įrenginius (RTU), jutiklius, pavaras, žmogaus ir mašinos sąsajas (HMI) ir daugelį kitų tipų įrenginių pramoninės automatikos ir pramonės srityse. Procesų valdymo skyrius. „Modbus“ yra plačiai naudojamas ir tapo de facto standartu, užtikrinančiu įvairių gamintojų gaminamų įrenginių sąveiką tokiose srityse kaip gamyba, energetika, transportas ir pastatų automatizavimas.
„Modbus“ šliuzas – tai įrenginys, kuris konvertuoja pramoninių automatizavimo sistemų tinklo mazgų naudojamą ryšio protokolą. Jis bendrauja su išmaniaisiais įrenginiais, renka duomenis iš žemesnio lygio įrenginių ir perduoda juos į „Modbus“ šliuzą, užmezga ryšį su aukštesnio lygio kompiuterių tinklu ir vykdo „Modbus“ protokolo veiksmus su tinklo kompiuteriais.
Modbus ryšio režimas
„Modbus“ protokolas turi tris pagrindinius ryšio režimus:
lRTU (nuotolinis terminalo blokas)
lASCII (Amerikos standartinis informacijos mainų kodas)
lTCP/IP (perdavimo valdymo protokolas / interneto protokolas)
„Modbus“ protokole „Modbus TCP“ ir „Modbus RTU“ yra du labiausiai paplitę ryšio metodai. Nors jie visi skirti palengvinti duomenų mainus tarp įrenginių, jų įgyvendinimo metodai ir taikymo scenarijai labai skiriasi.
Bendravimo būdas ir greitis
„Modbus TCP“ naudoja TCP/IP protokolų rinkinį duomenims perduoti tinklais, remdamasis tinklo infrastruktūra, pvz., Ethernet, kad būtų pasiektas greitas ir didelio masto duomenų perdavimas.
Kita vertus, „Modbus RTU“ perduoda duomenis nuosekliosiomis linijomis, tokiomis kaip RS-485 ir RS-232, kurių perdavimo greitis yra santykinai mažas. Duomenų perdavimo ir taikymo scenarijai.
„Modbus RTU“ duomenų rėmelius įtraukia į kompaktišką dvejetainį formatą, įskaitant adresų laukus, funkcijų kodus, duomenis ir kontrolinės sumos laukus. Šis formatas efektyviai perduodamas dvejetainiu formatu, todėl jis labiau tinka realaus laiko arba vietinio valdymo programoms, ypač aplinkose be esamos tinklo infrastruktūros, pavyzdžiui, pramoninės automatikos vietose, įterptosiose sistemose, jutiklių tinkluose ir mažose valdymo sistemose.
Kita vertus, „Modbus TCP“ kiekvieną dvejetainių duomenų baitą konvertuoja į fiksuotą dviejų skaitmenų šešioliktainę eilutę, kuri vėliau sujungiama ir perduodama TCP kodo formatu. Dėl savo paprastumo, patikimumo ir didelio ekonomiškumo jis plačiai naudojamas didelio masto automatizavimo sistemose, duomenų centruose, pastatų automatizavime ir pramoniniame daiktų internete, kuriems reikalingi dideli ryšio atstumai ir aukšti realaus laiko bei stabilumo reikalavimai duomenų perdavimui.
Ataikymo sritis
Gamybos pramonėje „Modbus“ naudojamas įvairiai gamybos įrangai prijungti ir gamybos procesui stebėti bei valdyti realiuoju laiku; energetikos srityje jis naudojamas elektros energijos sistemų, įskaitant elektros energijos gamybos, perdavimo ir paskirstymo procesus, automatizavimui; transporto pramonėje „Modbus“ naudojamas miesto geležinkelio transporto signalų sistemoms, transporto priemonių būsenos stebėjimui ir kt.; pastatų automatizavimo srityje „Modbus“ taikomas pastatų ŠVOK, apšvietimo ir apsaugos sistemoms.
Tobulėjant pramoninio interneto ir daiktų interneto technologijoms, „Modbus“ taip pat nuolat tobulėja ir tobulėja, kad prisitaikytų prie sudėtingesnių ir kintančių pramoninių scenarijų. Pavyzdžiui, „Modbus“ / TCP pamažu tampa pagrindiniu pramoninio Ethernet ryšio standartu, o „Modbus“ pagrindu sukurti šliuzo įrenginiai leidžia tradiciniams „Modbus“ įrenginiams lengvai prisijungti prie šiuolaikinių tinklų, taip suteikiant galimybę saugoti ir analizuoti duomenis debesyje.
Apibendrinant galima teigti, kad „Modbus“, kaip brandus ir plačiai naudojamas pramoninio ryšio protokolas, liudijo pramoninės automatizavimo technologijos pažangą ir padėjo tvirtą pagrindą būsimam pramoniniam intelektui. Nuolat tobulėjant technologijoms, „Modbus“ ir toliau atliks svarbų vaidmenį skatinant inovacijas ir pokyčius pramonės sektoriuje.arba.