Модбус харилцаа холбоо: Аж үйлдвэрийн сүлжээг тасралтгүй бий болгох түлхүүр

2024-07-12

Тойм

Modbus нь үйлдвэрлэлийн салбарт түгээмэл хэрэглэгддэг протокол бөгөөд 1979 онд автоматжуулалтын төхөөрөмжүүдийн хоорондын харилцаа холбоог хангах зорилгоор боловсруулагдсан. Modbus нь анх цуваа давхаргаар өгөгдөл дамжуулах програмын түвшний протокол болгон хэрэгжсэн бөгөөд одоо цуваа, TCP/IP болон Хэрэглэгчийн өгөгдлийн протокол (UDP)-ээр дамжуулан хэрэгжих боломжтой болсон. Энэхүү баримт бичигт протоколын хэрэгжилтийн талаар гүнзгий тайлбар өгсөн болно. Зураг 4kdn

Modbus протокол гэж юу вэ?

Модбус нь мастер-боолын харилцаагаар дамжуулан хэрэгждэг хүсэлтийн хариу протокол юм. Мастер-боолын харилцаанд харилцаа холбоо үргэлж хосоороо явагддаг (төхөөрөмж хүсэлтийг эхлүүлж, дараа нь хариу хүлээх ёстой) бөгөөд хүсэлт гаргагч төхөөрөмж (мастер төхөөрөмж) нь харилцан үйлчлэл бүрийг эхлүүлэх үүрэгтэй. Ерөнхийдөө үндсэн төхөөрөмж нь хүн-машин интерфэйс (HMI) эсвэл хяналт ба өгөгдөл цуглуулах (SCADA) систем байдаг бол хоёрдогч төхөөрөмжүүд нь мэдрэгч, програмчлагдах логик хянагч (...) юм.ХХКs), эсвэл програмчлагдах автоматжуулалтын хянагч (PACs). Эдгээр хүсэлт болон хариултын агуулга, мөн эдгээр мессежийг илгээдэг сүлжээний давхаргыг протоколын өөр өөр давхаргууд тодорхойлдог.

Modbus протоколыг ямар төхөөрөмжүүд дэмждэг вэ?

Модбус протоколыг програмчлагдах логик хянагч (PLC), алсын терминалын нэгж (RTU), мэдрэгч, идэвхжүүлэгч, хүн-машин интерфэйс (HMI) болон үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт болон үйлдвэрлэлийн салбарт хэрэглэгдэж буй бусад олон төрлийн төхөөрөмжүүд өргөнөөр дэмждэг. Процессын хяналтын хэлтэс. Модбус нь өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд үйлдвэрлэл, эрчим хүч, тээвэр, барилгын автоматжуулалт зэрэг салбарт янз бүрийн үйлдвэрлэгчдийн үйлдвэрлэсэн төхөөрөмжүүдийн харилцан ажиллах чадварын де факто стандарт болсон.

Модбус гарц нь үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын системийн сүлжээний төвүүдийн ашигладаг холбооны протоколыг хөрвүүлдэг төхөөрөмж юм. Энэ нь ухаалаг төхөөрөмжүүдтэй холбогдож, доод түвшний төхөөрөмжүүдээс өгөгдөл цуглуулж, Модбус гарц руу дамжуулж, дээд компьютерийн сүлжээтэй холболт тогтоож, сүлжээний компьютеруудтай Модбус протоколыг гүйцэтгэдэг.

Модбус холбооны горим

Modbus протокол нь гурван үндсэн харилцаа холбооны горимтой:

лАлсын зайн терминалын нэгж (RTU)

лASCII (Мэдээлэл солилцох Америкийн стандарт код)

лTCP/IP (Дамжуулах Хяналтын Протокол/Интернет Протокол)

Modbus протоколд Modbus TCP болон Modbus RTU нь хамгийн түгээмэл хоёр харилцаа холбооны арга юм. Хэдийгээр эдгээр нь бүгд төхөөрөмжүүдийн хооронд өгөгдөл солилцох боломжийг хөнгөвчлөх зорилготой боловч тэдгээрийн хэрэгжүүлэх аргууд болон хэрэглээний хувилбаруудад зарим мэдэгдэхүйц ялгаа байдаг.

Харилцааны арга ба хурд

Modbus TCP нь өндөр хурдтай, том хэмжээний өгөгдөл дамжуулахын тулд Ethernet зэрэг сүлжээний дэд бүтцэд тулгуурлан сүлжээгээр өгөгдөл дамжуулахад TCP/IP протоколын стекийг ашигладаг.

Нөгөөтэйгүүр, Modbus RTU нь харьцангуй удаан дамжуулах хурдтай RS-485 болон RS-232 зэрэг цуваа шугамуудаар өгөгдлийг дамжуулдаг. Өгөгдөл дамжуулах болон хэрэглээний хувилбарууд.

Modbus RTU нь өгөгдлийн хүрээг хаягийн талбар, функцийн код, өгөгдөл болон шалгах нийлбэрийн талбаруудыг багтаасан авсаархан хоёртын форматаар багтаадаг. Энэ формат нь хоёртын хэлбэрээр үр ашигтай дамжуулагддаг тул бодит цагийн эсвэл орон нутгийн хяналтын програмуудад, ялангуяа үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын талбай, суулгагдсан систем, мэдрэгч сүлжээ, жижиг удирдлагын систем гэх мэт одоо байгаа сүлжээний дэд бүтэцгүй орчинд илүү тохиромжтой болгодог.

Нөгөөтэйгүүр, Modbus TCP нь хоёртын өгөгдлийн байт бүрийг тогтмол хоёр оронтой арван зургаатын тэмдэгт мөр болгон хөрвүүлдэг бөгөөд үүнийг дараа нь хооронд нь холбож, TCP код хэлбэрээр дамжуулдаг. Энгийн, найдвартай, өндөр өртөг хэмнэлттэй тул том хэмжээний автоматжуулалтын систем, өгөгдлийн төв, барилгын автоматжуулалт, аж үйлдвэрийн интернетийн зүйлсэд өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд эдгээр нь хол харилцаа холбооны зай, өгөгдөл дамжуулахад өндөр бодит цагийн болон тогтвортой байдлын шаардлага шаарддаг.

Ахэрэглээний хэсэг

Үйлдвэрлэлийн салбарт Modbus-ийг янз бүрийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийг холбох, үйлдвэрлэлийн үйл явцыг бодит цагийн хяналт, хяналтад ашиглахад ашигладаг; Эрчим хүчний салбарт цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх, дамжуулах, түгээх үйл явц зэрэг эрчим хүчний системийн автоматжуулалтын удирдлагад ашигладаг; Тээврийн салбарт Modbus-ийг хотын төмөр замын тээврийн дохиоллын систем, тээврийн хэрэгслийн төлөв байдлын хяналт гэх мэтэд ашигладаг; Барилгын автоматжуулалтын салбарт Modbus-ийг барилга байгууламжийн HVAC, гэрэлтүүлэг, аюулгүй байдлын системд ашигладаг.

Аж үйлдвэрийн интернет болон Эд зүйлсийн интернетийн технологийн хөгжлөөр Modbus нь илүү төвөгтэй, өөрчлөгдөж буй аж үйлдвэрийн нөхцөл байдалд дасан зохицохын тулд байнга шинэчлэл хийж, сайжруулж байна. Жишээлбэл, Modbus/TCP нь аажмаар аж үйлдвэрийн Ethernet холбооны гол стандарт болж байгаа бөгөөд Modbus дээр суурилсан гарц төхөөрөмжүүд нь уламжлалт Modbus төхөөрөмжүүдийг орчин үеийн сүлжээнд хялбархан холбогдох боломжийг олгож, үүлэн хадгалалт, өгөгдлийг шинжлэх боломжийг олгодог.

Товчхондоо, Модбус нь боловсорч гүйцсэн, өргөн хэрэглэгддэг үйлдвэрлэлийн харилцаа холбооны протоколын хувьд үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын технологийн дэвшлийг гэрчилж, ирээдүйн үйлдвэрлэлийн оюун ухааны бат бөх суурийг тавьсан. Технологийн тасралтгүй хөгжлөөр Модбус нь үйлдвэрлэлийн салбарт инноваци, өөрчлөлтийг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байх болно.эсвэл