Protocollo di comunicazione Modbus

Modbus è un protocollo di comunicazione seriale pubblicato da Modicon (ora Schneider Electric) nel 1979 per la comunicazione mediante controllori logici programmabili (PLC). Modbus è diventato lo standard industriale per i protocolli di comunicazione industriale (di fatto) ed è ora la solita connessione tra dispositivi elettronici industriali.

Modbus consente a più dispositivi (circa 240) di essere collegati per comunicare sulla stessa rete, ad esempio un dispositivo che misura la temperatura e l'umidità e invia i risultati a un computer. Nel sistema di acquisizione e monitoraggio dei dati (SCADA), Modbus viene in genere utilizzato per collegare i computer di monitoraggio ai sistemi di controllo dei terminali remoti (RTU).

Il protocollo Modbus ha attualmente versioni per seriale, Ethernet e altre reti che supportano il protocollo Internet.

La maggior parte delle comunicazioni del dispositivo Modbus avviene tramite il livello fisico seriale EIA-485.

Per le connessioni seriali, ci sono due varianti che differiscono leggermente nella rappresentazione numerica dei dati e nei dettagli del protocollo. Modbus RTU è una rappresentazione binaria compatta dei dati. Modbus ASCII è una rappresentazione lunga e leggibile dall'uomo. Entrambe le varianti usano la comunicazione seriale. I comandi / dati successivi nel formato RTU hanno un checksum del controllo di ridondanza ciclico, mentre il formato ASCII utilizza un checksum del controllo di ridondanza verticale. I nodi configurati come varianti RTU non comunicheranno con nodi impostati su varianti ASCII e viceversa.

Per connessioni su TCP / IP (come Ethernet), esistono più varianti Modbus / TCP che non richiedono calcoli di checksum.

Per tutti e tre i protocolli di comunicazione, il modello di dati e la chiamata di funzione sono gli stessi, solo il metodo del pacchetto è diverso.

Modbus ha una versione estesa di Modbus Plus (Modbus + o MB +), ma questo protocollo è proprietario di Modicon ed è diverso da Modbus. Richiede un coprocessore dedicato per gestire la rotazione dei token ad alta velocità come HDLC. Utilizza una coppia twistata da 1 Mbit / s e ogni nodo ha un isolatore di commutazione, un dispositivo che utilizza un trigger di transizione / fronte invece di un trigger di tensione / livello. Il collegamento di Modbus Plus a un computer richiede un'interfaccia speciale, in genere una scheda che supporta bus ISA (SA85), PCI o PMCIA.

Il protocollo Modbus è un protocollo di architettura master / slave. Un nodo è il nodo principale e gli altri nodi che utilizzano il protocollo Modbus per partecipare alla comunicazione sono nodi slave. Ogni dispositivo slave ha un indirizzo univoco. Nelle reti seriali e MB +, solo i nodi designati come master possono avviare un comando (su Ethernet, qualsiasi dispositivo può inviare un comando Modbus, ma di solito solo un dispositivo master avvia il comando).

Un comando ModBus contiene l'indirizzo Modbus del dispositivo che deve essere eseguito. Tutti i dispositivi riceveranno il comando, ma solo il dispositivo nella posizione specificata verrà eseguito e risponderà al comando (ad eccezione dell'indirizzo 0, il comando che specifica l'indirizzo 0 è un comando broadcast, verranno eseguiti tutti i dispositivi che ricevono il comando, ma non rispondere al comando). Tutti i comandi Modbus contengono codici di controllo per determinare che il comando ricevuto non è danneggiato. Il comando ModBus di base può indicare a una RTU di modificare un valore del suo registro, controllare o leggere una porta I / O e indirizzare il dispositivo a restituire uno o più dei suoi registri.

Esistono molti modem e gateway che supportano il protocollo Modbus perché il protocollo Modbus è semplice e facile da copiare. Alcuni di questi sono appositamente progettati per questo protocollo. Esistono diverse implementazioni che utilizzano la comunicazione cablata, wireless e persino brevi messaggi e GPRS. Tuttavia, i progettisti devono superare alcuni problemi tra cui latenza e tempistica elevate.

piegare

Quasi tutte le implementazioni sono una variazione degli standard ufficiali. La comunicazione tra diversi dispositivi del fornitore potrebbe non essere possibile. Alcune delle principali modifiche sono:

tipo di dati

Numero in virgola mobile standard IEEE

Numero intero a 32 bit

Dati a 8 bit

Tipo di dati misti

Campo bit in numero intero

Moltiplicatori per modificare i dati in / da numeri interi. 10, 100, 1000, 256 ...

Estensione del protocollo

Indirizzo slave a 16 bit

Dimensione dati a 32 bit (1 indirizzo = restituisce dati a 32 bit)

Scambio di dati

Modbus è stato sviluppato per la comunicazione programmabile con controller logici alla fine del 1970. Questi tipi di dati limitati erano comprensibili dal PLC in quel momento e non erano supportati dati di oggetti binari di grandi dimensioni.

Per un nodo, non esiste un modo standard per trovare la descrizione di un oggetto dati. Ad esempio, determinare se i dati di un registro rappresentano una temperatura compresa tra 30 e 175 gradi.

Poiché Modbus è un protocollo master / slave, non è possibile richiedere al dispositivo di "segnalare anomalie" (basato sul protocollo Ethernet TCP / IP, ad eccezione di open-mbus) - il nodo principale deve scorrere attraverso ciascun dispositivo nodo E cerca le modifiche nei dati. Nelle applicazioni in cui la larghezza di banda può essere preziosa, questo approccio consuma larghezza di banda e tempo di rete nell'applicazione, ad esempio su collegamenti wireless a bassa velocità.

Modbus può gestire solo 247 indirizzi su un singolo collegamento dati, il che limita il numero di dispositivi che possono essere collegati al sito principale (tranne Ethernet TCP / IP)

La trasmissione Modbus viene eseguita bufferizzando i dati tra dispositivi di comunicazione remoti. Devono esserci continue restrizioni alla comunicazione, che evita il problema delle vulnerabilità del buffer nella trasmissione.

Il protocollo Modbus stesso non fornisce alcuna protezione per comandi non autorizzati o intercettazione di dati.

Vuoi saperne di più, per favore, guarda il video

  https://youtu.be/6pEM-DlQ9Ik

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Classificazione del prodotto

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◆ Compatibile con lo standard IrDATM. Effettua l'analisi locale e remota sull'attuatore tramite il software PC Insight.

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IT — Attuatore elettrico a rotazione parziale Tipo 1000NM-2000NM

◆ Costruzione robusta, con doppia sigillatura e può efficacemente anti-acqua e polvere (IP67 / IP68-2m, 48 ore) in caso di connessione archiviata.

◆ Giro diretto di un quarto di giro

◆ Attuatore di alimentazione trifase, monofase e corrente continua

◆ Schermata di visualizzazione del testo multilingue che mostra lo stato e l'impostazione

◆ Come meccanismo incorporato di registrazione dei dati della funzione standard

◆ Compatibile con lo standard IrDATM. Effettua l'analisi locale e remota sull'attuatore tramite il software PC Insight.

◆ Funzioni concise, facili da controllare e di indicazione

◆ Semplice controllo di coppia e posizione, migliorando l'affidabilità

◆ Flessibilità di controllo e indicazione completi

◆ Specifica opzionale del tipo a prova di acqua e antideflagrante

◆ Campo di uscita della coppia diretta 600Nm （890 Ibf ft） —2000Nm （1476 Ibf ft）

Dati prestazionali dell'attuatore IT di tipo on-off

Dati sulle prestazioni dell'attuatore di tipo regolamentato IT

Dimensione dell'attuatore IT (montaggio diretto)

Dimensione dell'attuatore IT (montato sulla pedana )

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