Le protocole Modbus est généralement appelé le grand-père des réseaux industrialisés. À l'ère actuelle des services Web et des protocoles de communication Internet, la communication et la demande de réponse à des scénarios de communication sont pratiquement pittoresques. Protocoles Modbus sont facilement configurés selon les exigences industrielles et commerciales. En raison de cette popularité extrême et des applications répandues dans plusieurs domaines, cet article fournit un aperçu détaillé de la communication Modbus, de ses codes fonctionnels, de ses implémentations et de ses applications.
Qu'est-ce que Modbus?
Modbus est le standard ouvert RTU, où de nombreuses organisations et ingénieurs l'implémentent dans leur appareil sans inclure aucun type de paiement. Ce protocole est considéré comme le protocole de communication le plus omniprésent et généralement accessible comme moyen de relier des équipements électroniques d'ingénierie.
De manière détaillée, c'est le la communication protocole utilisé pour la transmission d'informations entre les équipements électroniques via des lignes série ou via des connexions Ethernet. Dans une condition standard ouverte, n'importe qui peut l'implémenter. Ceci est probablement utilisé pour la connexion d'un système de contrôle à l'aide d'un RTU en diminuer dans le domaine de la puissance.
Le protocole de Modbus est bien défini comme un protocole maître et esclave, ce qui signifie qu'un outil fonctionnant en tant que maître fera qu'un ou plusieurs outils fonctionnent comme un esclave. Cela indique clairement que l'esclave n'entreprendra pas de données, il doit attendre que les informations lui soient demandées. Le maître écrira les informations sur les dispositifs esclaves, puis lira les informations des registres esclaves vers le maître. Il existera toujours une adresse enregistrée du point de vue des registres esclaves.
Comment fonctionne le protocole de communication Modbus?
Comme l'unité terminale distante (RTU) de ce type de norme ouverte utilise une approche maître et esclave pour créer une communication entre divers appareils, cela correspond à ce que tout type d'application utilisant le scénario RTU possédera un dispositif maître Modbus et au moins un. Appareil esclave. Cela indique clairement que l'esclave n'entreprendra pas de données, il doit attendre que les informations lui soient demandées.
Communication Modbus
La communication maître et esclave entre les appareils est activée via des bus série ou des réseaux. Dans le OSI approche, Modbus est placé dans la septième couche. Le but est de demander le protocole et de fournir ensuite les services correspondants mentionnés par des codes fonctionnels. Ces codes fonctionnels du protocole Modbus RTU sont les composants de la requête Modbus.
Afin de développer l'unité de données d'application Modbus, l'unité de livraison doit déclencher une transaction d'appareil. Il s'agit de l'opération qui notifie au serveur de travailler sur le type d'opération spécifié. La conception de la demande initiée par le périphérique maître est déterminée par le protocole d'application. Ensuite, le code de fonction sera codé sur 8 bits, soit un octet. Seuls les codes de fonction compris entre 1 et 25 sont considérés comme valides et dans ce cas, 128 à 255 sont réservés pour des réponses exceptionnelles.
Architecture
Lorsqu'il y a une demande / un message du maître à l'esclave, cela signifie que c'est le champ de code de fonction qui notifie au serveur d'exécuter l'action demandée. Pour certaines opérations, il y aura également des codes sous-fonctionnels. Par exemple, le dispositif maître peut lire les transitions ON et OFF d'un cluster de diverses entrées / sorties.
Il lit ou écrit également les informations d'un groupe de registres Modbus. Lorsque la réponse de l’esclave est reçue par le maître, alors le champ de code de fonction est utilisé par l’esclave pour indiquer qu’il s’agit d’une réponse non exceptionnelle ou exceptionnelle. Le dispositif esclave résonnera pour la demande du premier code de fonction s'il y a une réponse normale.
C'est ainsi que le Protocole de communication Modbus a fonctionné.
Codes de fonction
Le protocole de Modbus identifie plusieurs codes de fonction pour obtenir l'accessibilité des registres. Il y a principalement quatre blocs de données différents caractérisés par Modbus et ici il peut se produire un chevauchement des numéros de registre ou des adresses. Pour cette raison, une définition exacte doit être définie là où les adresses sont requises et où les codes fonctionnels sont requis.
Le tableau ci-dessous résume clairement les Codes de fonction Modbus . Il n'existe qu'une seule sous-catégorie de ces codes. Mais pour quelques applications correspondantes, celles-ci peuvent ne pas être appliquées.
| Code de fonction Modbus | Type de registre |
| 1 | Bobine de lecture |
| deux | Lecture des entrées TOR |
| 3 | Lecture de la tenue registres |
| 4 | Lecture des registres d'entrée |
| 5 | Écriture de single-coil |
| 6 | Rédaction du registre de détention unique |
| quinze | Écriture de plusieurs bobines |
| 16 | Écriture de plusieurs registres de détention |
Profibus v / s Modbus
Pour comparer Profibus et Modbus en tant qu'applications distinctes, chacun des deux présente de multiples avantages et applications.
Modbus a une construction simple, un fonctionnement simplifié et un protocole facilement accessible. Bien qu'il existe une certaine différence dans le protocole en lui-même et dans la définition de la couche physique, cela développe des problèmes dans les opérations multi-fournisseurs. Alors que Profibus est le protocole le plus compliqué qui a été construit pour automatiser l'ensemble des industries. Il fonctionne exceptionnellement dans les fonctionnalités multi-fournisseurs ayant des modems et détient des diagnostics approfondis.
Au moment de la connexion de l'appareil intelligent avec le contrôleur dans une approche point à point, ou s'il existe un emplacement distant, Modbus sert au mieux ce scénario. Dans les conditions où il existe plus d'un point, ce qui signifie plusieurs fournisseurs, Profibus sert au mieux.
Une application qui gagne en popularité fournit le plus excellent des deux mondes. Cette application utilise Modbus pour la transmission de données entre le contrôleur maître et un concentrateur de données et dispose d'un emplacement distant où cela utilise un Profibus.
Versions de protocole
Versions de protocole dans cet appareil existent pour les ports Ethernet et série. Les variantes des protocoles Modbus sont:
Modbus rtu
Pour établir la communication de protocole, cela représente des données dans un format binaire et est principalement utilisé dans la communication série. Les messages de cette version sont divisés par périodes d'inactivité. Le format qui est suivi dans la version RTU est un contrôle de redondance cyclique pour vérifier le mécanisme et cela garantit la fiabilité des données.
Modbus ASCII
Pour établir la communication de protocole, ASCII les caractères sont utilisés et sont principalement implémentés dans la communication série. Les messages de cette version sont divisés par deux points («) et par une nouvelle ligne à la fin (/). Le format suivi dans la version ASCII est un contrôle de redondance longitudinale pour vérifier le mécanisme.
Modbus TCP
Cette version de Modbus est implémentée pour les communications via Réseaux TCP / IP liaison via le port 502. Cette variante ne nécessite aucun type de calcul de somme de contrôle car les niveaux inférieurs le fournissent eux-mêmes.
Architecture Modbus TCP
Modbus Plus
Il s'agit de la variante brevetée de Schneider Electric et, contrairement à d'autres types de variantes, elle prend en charge le type de communication peer to peer entre différents maîtres. Il a besoin d'un coprocesseur engagé pour gérer un HDLC rapide tel que la variation de jeton. Il utilise une paire torsadée à 1 Mbit / s et consiste en une isolation de transformateur placée à chaque nœud. Un type de matériel spécifique est nécessaire pour établir une connexion entre Modbus + et des ordinateurs, comme le bus ISA.
Les autres types de versions de protocole sont:
- Enron
- Pemux
- Modbus sur UDP
Applications Modbus
Les principales applications sont:
- Utilisé dans le domaine de la santé pour analyser les niveaux de température automatisés
- Analyse du comportement du trafic
- Implémenté dans la domotique pour un transfert de données rationalisé
- Employé dans des industries telles que le gaz, le pétrole, la géothermie, l'hydrogène, l'éolien et le solaire
En plus de ceux-ci, les autres concepts majeurs également à connaître dans le concept sont la visualisation des données, les types de registres, les codes d'exception, la communication avec ces dispositifs de passerelle, le codage des données dans ce type de RTU, la représentation des données, le dépannage, la vitesse et Communication série et la messagerie. Cet article donne une description générale de ce qu'est un Modbus, de son fonctionnement, des codes de fonction, des versions de protocole et des applications.
La question qui se pose et qui doit être connue de manière cruciale avec tout cela est de savoir quels sont les
