Modbus คืออะไร: การทำงานและการใช้งาน

โดยทั่วไปแล้วโปรโตคอล Modbus เรียกว่าปู่ของเครือข่ายอุตสาหกรรม ในยุคปัจจุบันของบริการเว็บและโปรโตคอลการสื่อสารทางอินเทอร์เน็ตการสื่อสารและการร้องขอเพื่อตอบสนองต่อสถานการณ์การสื่อสารเป็นภาพที่งดงาม โปรโตคอล Modbus ได้รับการกำหนดค่าอย่างง่ายดายตามความต้องการของอุตสาหกรรมและธุรกิจ เนื่องจากความนิยมอย่างมากและการใช้งานที่แพร่หลายในหลายโดเมนบทความนี้จึงให้ภาพรวมโดยละเอียดเกี่ยวกับการสื่อสาร Modbus รหัสการทำงานการใช้งานและแอปพลิเคชัน

Modbus คืออะไร?

Modbus เป็น RTU มาตรฐานแบบเปิดซึ่งองค์กรและวิศวกรจำนวนมากนำไปใช้ในอุปกรณ์ของตนโดยไม่รวมการชำระเงินใด ๆ โปรโตคอลนี้ถือเป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่แพร่หลายมากที่สุดและโดยทั่วไปสามารถเข้าถึงได้โดยใช้เป็นวิธีการเชื่อมโยงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิศวกรรม

โดยละเอียดนี่คือไฟล์ การสื่อสาร โปรโตคอลที่ใช้สำหรับการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผ่านสายอนุกรมหรือผ่านการเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ต ในสภาพมาตรฐานแบบเปิดทุกคนสามารถนำไปใช้ได้ สิ่งนี้อาจใช้สำหรับการเชื่อมต่อของการควบคุมระบบโดยใช้ RTU ใน ลดลง ในโดเมนพลังงาน

โปรโตคอลของ Modbus ได้รับการกำหนดไว้อย่างดีว่าเป็นโปรโตคอลต้นแบบและโปรโตคอลแบบทาสซึ่งหมายความว่าเครื่องมือที่ทำงานเป็นหลักจะทำให้เครื่องมืออย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างทำงานเป็นทาสได้ สิ่งนี้บ่งชี้อย่างชัดเจนว่าทาสจะไม่รับข้อมูลจำเป็นต้องรอจนกว่าจะมีการขอข้อมูล ต้นแบบจะจดข้อมูลลงในอุปกรณ์ทาสแล้วอ่านข้อมูลจากการลงทะเบียนทาสไปยังต้นแบบ จะมีที่อยู่จดทะเบียนเสมอจากมุมมองของการลงทะเบียนทาส

Modbus Communication Protocol ทำงานอย่างไร

เนื่องจาก Remote Terminal Unit (RTU) ของมาตรฐานแบบเปิดประเภทนี้ใช้วิธีการหลักและแบบทาสในการสร้างการสื่อสารผ่านอุปกรณ์ต่างๆสิ่งนี้สอดคล้องกันว่าแอปพลิเคชันประเภทใดก็ตามที่ใช้สถานการณ์ RTU จะมีอุปกรณ์หลัก Modbus และขั้นต่ำ อุปกรณ์ทาส สิ่งนี้บ่งชี้อย่างชัดเจนว่าทาสจะไม่รับข้อมูลจำเป็นต้องรอจนกว่าจะมีการขอข้อมูล

การสื่อสาร Modbus

การสื่อสารหลักและทาสข้ามอุปกรณ์จะเปิดใช้งานผ่านบัสอนุกรมหรือเครือข่าย ใน OSI วิธีการ Modbus ถูกวางไว้ในชั้นที่เจ็ด จุดประสงค์ของสิ่งนี้คือการร้องขอโปรโตคอลจากนั้นให้บริการที่เกี่ยวข้องที่กล่าวถึงโดยรหัสที่ใช้งานได้ รหัสการทำงานของโปรโตคอล Modbus RTU เป็นส่วนประกอบคำขอ Modbus

ในการพัฒนาหน่วยข้อมูลแอปพลิเคชัน Modbus หน่วยจัดส่งควรสร้างธุรกรรมอุปกรณ์ นี่คือการดำเนินการที่แจ้งให้เซิร์ฟเวอร์ทำงานกับชนิดของการดำเนินการที่ระบุ การออกแบบของคำร้องขอที่เกิดจากอุปกรณ์หลักถูกกำหนดโดยโปรโตคอลของแอปพลิเคชัน จากนั้นรหัสฟังก์ชันจะถูกเข้ารหัสเป็น 8 บิตซึ่งเป็นหนึ่งไบต์ เฉพาะรหัสฟังก์ชันที่อยู่ในช่วง 1-25 เท่านั้นที่ถือว่าถูกต้องและใน 128-255 นี้จะถูกตั้งค่าไว้สำหรับการตอบสนองพิเศษ

สถาปัตยกรรม

เมื่อมีคำขอ / ข้อความจาก master ถึง slave หมายความว่าเป็นฟิลด์รหัสฟังก์ชันที่แจ้งเซิร์ฟเวอร์ให้ดำเนินการตามที่ร้องขอ สำหรับการดำเนินการบางอย่างจะมีโค้ดย่อยบางฟังก์ชันด้วย ตัวอย่างเช่นอุปกรณ์หลักสามารถอ่านการเปลี่ยนเปิดและปิดของคลัสเตอร์ของอินพุต / เอาท์พุตต่างๆ

นอกจากนี้ยังอ่านหรือเขียนข้อมูลของกลุ่มการลงทะเบียน Modbus เมื่อมาสเตอร์ได้รับการตอบสนองของทาสทาสจะใช้ฟิลด์รหัสฟังก์ชันเพื่อบ่งชี้ว่าเป็นการตอบสนองที่ไม่เป็นที่ยอมรับหรือพิเศษ อุปกรณ์ทาสจะสะท้อนสำหรับการร้องขอของรหัสฟังก์ชันแรกที่มีการตอบสนองตามปกติ

นี่คือวิธีการ โปรโตคอลการสื่อสาร Modbus ได้ทำงาน

รหัสฟังก์ชัน

โปรโตคอลของ Modbus ระบุรหัสฟังก์ชันหลายรหัสเพื่อรับการเข้าถึงสำหรับรีจิสเตอร์ ส่วนใหญ่มีบล็อกข้อมูลสี่บล็อกที่แตกต่างกันโดย Modbus และที่นี่อาจเกิดการทับซ้อนกันของหมายเลขทะเบียนหรือที่อยู่ ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการกำหนดคำจำกัดความที่แน่นอนที่อยู่ที่ต้องการและที่ที่ต้องใช้รหัสการทำงาน

ตารางด้านล่างสรุปอย่างชัดเจน รหัสฟังก์ชัน Modbus . มีหมวดหมู่ย่อยของรหัสเหล่านี้เพียงประเภทเดียว แต่สำหรับแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องบางแอปพลิเคชันอาจไม่ได้รับการนำไปใช้

Profibus v / s Modbus

ในการเปรียบเทียบ Profibus และ Modbus เป็นแอปพลิเคชันที่แยกจากกันทั้งสองอย่างมีประโยชน์และการใช้งานที่หลากหลาย

Modbus มีโครงสร้างที่เรียบง่ายการทำงานที่คล่องตัวและสามารถเข้าถึงโปรโตคอลได้ง่าย แม้ว่าจะมีความแตกต่างบางอย่างในโปรโตคอลโดยตัวมันเองและในคำจำกัดความของเลเยอร์ฟิสิคัล แต่ก็ทำให้เกิดปัญหาในการดำเนินการกับผู้ขายหลายราย ในขณะที่ Profibus เป็นโปรโตคอลที่ซับซ้อนที่สุดซึ่งสร้างขึ้นเพื่อให้อุตสาหกรรมทั้งหมดเป็นไปโดยอัตโนมัติ มันทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในฟังก์ชันผู้ขายหลายรายที่มีโมเด็มและมีการวินิจฉัยอย่างละเอียด

ในช่วงเวลาของการเชื่อมต่ออุปกรณ์สมาร์ทกับคอนโทรลเลอร์ในแนวทางแบบจุดต่อจุดหรือมีอยู่ในตำแหน่งระยะไกลที่เดียวจากนั้น Modbus จะทำหน้าที่ในสถานการณ์นี้อย่างดีที่สุด ในเงื่อนไขที่มีมากกว่าหนึ่งจุดซึ่งหมายถึงผู้ขายหลายราย Profibus ก็ทำหน้าที่ได้ดีที่สุด

แอปพลิเคชั่นเดียวที่ได้รับความนิยมมากขึ้นมอบสิ่งที่ยอดเยี่ยมที่สุดของทั้งสองโลก แอปพลิเคชั่นนี้ใช้ Modbus สำหรับการส่งข้อมูลระหว่างตัวควบคุมหลักและตัวรวบรวมข้อมูลและมีตำแหน่งระยะไกลที่ใช้ประโยชน์จาก Profibus

เวอร์ชันโปรโตคอล

เวอร์ชันโปรโตคอล ในอุปกรณ์นี้มีทั้งพอร์ตอีเทอร์เน็ตและพอร์ตอนุกรม รูปแบบของโปรโตคอล Modbus ได้แก่ :

Modbus rtu

ในการสร้างการสื่อสารโปรโตคอลสิ่งนี้แสดงถึงข้อมูลในรูปแบบไบนารีและส่วนใหญ่จะใช้ในการสื่อสารแบบอนุกรม ข้อความในเวอร์ชันนี้แบ่งตามช่วงเวลาว่าง รูปแบบที่ตามมาในเวอร์ชัน RTU คือการตรวจสอบความซ้ำซ้อนแบบวนรอบเพื่อตรวจสอบกลไกและทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของข้อมูล

Modbus ASCII

ในการสร้างการสื่อสารโปรโตคอล ASCII อักขระถูกใช้และส่วนใหญ่จะใช้ในการสื่อสารแบบอนุกรม ข้อความในเวอร์ชันนี้ถูกหารด้วยเครื่องหมายจุดคู่ (“) และต่อท้ายบรรทัดใหม่ (/) รูปแบบที่ตามมาในเวอร์ชัน ASCII คือการตรวจสอบความซ้ำซ้อนตามยาวเพื่อตรวจสอบกลไก

Modbus TCP

Modbus เวอร์ชันนี้ใช้สำหรับการสื่อสารผ่าน เครือข่าย TCP / IP เชื่อมโยงผ่านพอร์ต 502 ตัวแปรนี้ไม่จำเป็นต้องมีการคำนวณ checksum ใด ๆ เนื่องจากระดับที่ต่ำกว่ามีให้

สถาปัตยกรรม Modbus TCP

Modbus Plus

นี่เป็นตัวแปรที่ได้รับการจดสิทธิบัตรสำหรับ Schneider Electric และตรงกันข้ามกับรุ่นอื่น ๆ คือรองรับการสื่อสารแบบเพียร์ทูเพียร์ระหว่างผู้เชี่ยวชาญหลายคน ต้องมีตัวประมวลผลร่วมที่มุ่งมั่นเพื่อจัดการ HDLC อย่างรวดเร็วเช่นรูปแบบโทเค็น ใช้คู่บิดที่ 1 Mbit / s และประกอบด้วยการแยกหม้อแปลงที่วางไว้ที่ทุกโหนด จำเป็นต้องมีฮาร์ดแวร์บางประเภทเพื่อสร้างการเชื่อมต่อระหว่าง Modbus + กับคอมพิวเตอร์เช่น ISA bus

โปรโตคอลเวอร์ชันอื่น ๆ ได้แก่ :

• เอนรอน
• Pemux
• Modbus ผ่าน UDP

แอปพลิเคชั่น Modbus

การใช้งานที่สำคัญ ได้แก่ :

• ใช้ในโดเมนการดูแลสุขภาพเพื่อวิเคราะห์ระดับอุณหภูมิอัตโนมัติ
• การวิเคราะห์พฤติกรรมการจราจร
• ติดตั้งในระบบอัตโนมัติภายในบ้านเพื่อการถ่ายโอนข้อมูลที่คล่องตัว
• ทำงานในอุตสาหกรรมต่างๆเช่นแก๊สน้ำมันความร้อนใต้พิภพไฮเดลลมและแสงอาทิตย์

นอกจากนี้แนวคิดหลักอื่น ๆ ที่ควรทราบในแนวคิดนี้ ได้แก่ การสร้างภาพข้อมูลประเภทการลงทะเบียนรหัสข้อยกเว้นการสื่อสารกับอุปกรณ์เกตเวย์นี้การเข้ารหัสข้อมูลใน RTU ประเภทนี้การแสดงข้อมูลการแก้ไขปัญหาความเร็วและ การสื่อสารแบบอนุกรม และการส่งข้อความ บทความนี้ให้คำอธิบายโดยรวมว่า Modbus คืออะไรใช้งานได้รหัสฟังก์ชันเวอร์ชันโปรโตคอลและแอปพลิเคชัน

คำถามที่เกิดขึ้นซึ่งต้องรู้อย่างยิ่งพร้อมกับสิ่งเหล่านี้คืออะไร

แนะนำ

วิธีการผลิตไฟฟ้าฟรีโดยใช้มู่เล่

Bridge Rectifier คืออะไร: แผนภาพวงจรและการทำงาน

ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ AC แบบวงปิดโดยใช้ Back EMF

ความยาวคลื่นกับความถี่และความถี่ในการคำนวณความยาวคลื่น

ตัวกรอง Chebyshev ประเภทต่างๆพร้อมการคำนวณ

เทคโนโลยีการระบุและบันทึกข้อมูลอัตโนมัติ (AIDC)

สำรวจวงจรเครื่องวัดอุณหภูมิ Arduino อย่างง่าย 2 แบบ

วงจรขยายซับวูฟเฟอร์โดยใช้ IC TDA2030

2 วงจรมิเตอร์วัดความจุแบบง่ายอธิบาย - การใช้ IC 555 และ IC 74121

วงจรนักฆ่ายุงพร้อมกับดักหน้าต่าง

ความแตกต่างระหว่าง DC Motor, Servo Motor และ Stepper Motor?

บอร์ด Arduino Mega 2560

โครงการอิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานสำหรับผู้เริ่มต้นด้านวิศวกรรม

Infographic: 8 ขั้นตอนในการสร้างยานยนต์ควบคุมระยะไกล

วงจรนับความถี่ 5 หลัก

รีโมทคอนโทรลโดยใช้ Mains Power Line Communication