Il controllo industriale è passato dal controllo autonomo al monitoraggio centralizzato e al controllo centralizzato e ora è entrato nell'era della rete, i controller industriali collegati alla rete forniscono anche una comoda gestione della rete. Modbus è uno dei protocolli di rete per i controller industriali.
Introduzione del protocollo di comunicazione Modbus
Il protocollo Modbus, prima di tutto, dalla comprensione letterale che include MOD e bus due parti, prima di tutto, è un bus, cioè protocollo bus e I2C, SPI simile, bus significa che ci sono ospiti, ci sono schiavi, questi dispositivi sullo stesso bus.
Modbus supporta un singolo master, più schiavi e fino a 247 dispositivi slave. Informazioni su Mod, poiché questo protocollo è stato utilizzato per la prima volta nei controller PLC, i controller PLC di Modicon sono esatti, che è da dove proviene il nome Mod-bus.
Successivamente Modicon è stato acquisito da Schneider (Schneider), il protocollo Modbus è ampiamente utilizzato nei controller industriali, HMIS e sensori e gradualmente accettato da altri produttori, diventando un protocollo di comunicazione tradizionale per la comunicazione con i dispositivi periferici.
Modbus appartiene al settimo livello dell'applicazione nel modello di riferimento 7- OSI, e ci sono due tipi di livello di collegamento dati: in base al protocollo seriale standard e al protocollo TCP, il livello fisico può utilizzare 3- filo 232, 2- filo 485, {5}} 422, Fibratttic, Fibra Optic e altri media di trasmissione.
Il protocollo Modbus è una modalità di richiesta/risposta di risposta, l'host inizia la richiesta di comunicazione, lo slave risponde alla richiesta dell'host, lo slave non invierà i dati attivamente quando non riceve la richiesta dell'host e gli schiavi non comunicano tra loro.
Caratteristiche del protocollo di comunicazione Modbus
(1) Gli utenti standard, aperti, possono utilizzare gratuitamente il protocollo Modbus, stare certo che non è necessario pagare le spese di licenza e non violi i diritti di proprietà intellettuale.
(2) Modbus può supportare una varietà di interfacce elettriche, come RS -232, RS -485, ecc. Può anche essere trasmesso su una varietà di media, come coppia attorcigliata, fibra ottica, wireless e così via.
(3) Il formato del frame di Modbus è semplice, compatto e facile da capire. È facile da utilizzare per gli utenti e semplice da sviluppare per i fornitori.
Modbus 4 Tipi di dati
Il protocollo Modbus stabilisce che i tipi di dati per le operazioni di lettura e scrittura possono essere classificati nei seguenti 4 tipi in base agli attributi e ai tipi di lettura e scrittura:
1. Input discreto (Input discretes):1 bit, di sola lettura
2. Bobine (bobine):1- bit, leggi-write
3. Registri di input:16 bit, di sola lettura
4. Registri di detenzione:16 bit, leggi/scrivi.
Versioni di protocollo Modbus
Le versioni del protocollo Modbus esistono attualmente per seriali, Ethernet e altre reti che supportano il protocollo Internet.
La maggior parte dei dispositivi Modbus comunica su EIA seriale -485 livello fisico.
Per le connessioni seriali, esistono due varianti che differiscono leggermente in termini di diverse rappresentazioni di dati numerici e dettagli del protocollo. Modbus RTU è una rappresentazione binaria compatta di dati e Modbus ASCII è una rappresentazione verbosa leggibile dall'uomo. Entrambe le varianti usano la comunicazione seriale; Il formato RTU segue i comandi/dati con un checksum di ridondanza ciclica, mentre il formato ASCII utilizza un checksum di ridondanza longitudinale. I nodi configurati per la variante RTU non comunicano con i nodi configurati per la variante ASCII e viceversa.
Per le connessioni tramite TCP/IP (EG Ethernet) in cui esistono più varianti MODBUS/TCP, questo approccio non richiede un calcolo del checksum.
Per tutti e tre i protocolli di comunicazione il modello di dati e le chiamate di funzione sono uguali, solo l'incapsulamento è diverso.
Modbus ha una versione estesa ModbusPlus (Modbus+ o MB+), tuttavia questo protocollo è proprietario di Modicon e diverso da Modbus. Richiede un coprocessore specializzato per gestire la rotazione token ad alta velocità simile a HDLC. Utilizza un cavo a coppia attorcigliata da 1 Mbit/s e ha l'isolamento della conversione su ciascun nodo, un dispositivo che utilizza il trigger di conversione/bordo anziché il trigger di tensione/livello. La connessione di Modbus Plus a un computer richiede un'interfaccia speciale, di solito una scheda che supporta il bus ISA (SA85), PCI o PMIA.
Quindi, quando ci riferiamo al protocollo Modbus, è importante determinare quale modalità sia, c'è ancora una grande differenza tra le diverse modalità.
Formato del frame dati Modbus
La prima cosa che dobbiamo sapere è che un normale frame di dati ModBus contiene quanto segue: campo Indirizzo + Codice funzione + Dati + checksum glitch, più il formato del frame Modbus è lo stesso indipendentemente dalla versione del protocollo sopra:
Include principalmente:
1. Campo di indirizzo:Cioè, l'indirizzo slave a cui si accede dal master, la sua gamma 0 ~ 247
2. Codice funzione:cioè che tipo di operazione il maestro vuole eseguire sullo schiavo.
3. Dati:Se la richiesta del master è di leggere i dati, i "dati" dovrebbero contenere le seguenti informazioni: dove iniziare a leggere i dati + quanti dati leggere. Se la richiesta del master è di scrivere dati sullo slave, i "dati" dovrebbero contenere le seguenti informazioni: dove iniziare a scrivere dati + quanti byte di dati per scrivere + i dati specifici da scrivere.
4. Verifica dell'errore:Al fine di garantire la correttezza della trasmissione dei dati, il protocollo Modbus aggiunge un controllo di errore a due byte alla fine del frame di dati.
Codice funzione Modbus
I codici di funzione MODBUS, che sono scritti nel frame dei dati della richiesta host, determinano se l'host legge o scrive, se legge bobine, quantità discrete o registri, sia che scriva un singolo registro o più registri, ecc. E quale tipo di dati richiedono i dati.
Esistono tre tipi principali di codici di funzione: codici di funzione pubblica, codici di funzione definiti dall'utente e codici di funzione riservati.
1. Codici di funzione pubblica
-Codici di funzione che sono meglio definiti
-Gruzia per essere unica
-Changeabile dall'organizzazione Modbus
-Publicly Provable
-Sa un test di conformità utilizzabile
-Prove in MB IETF RFCS
-Nonta i codici di funzione assegnati pubblici definiti e i codici di funzione riservati non assegnati per uso futuro.
2. Codici di funzione definiti dall'utente
Esistono due intervalli di definizione del codice funzione definiti dall'utente, da 65 a 72 e decimali da 100 a 110.
-Il utente può selezionare e implementare un codice funzione senza alcuna approvazione dall'organizzazione Modbus.
-Il uso del codice funzione selezionato non è garantito per essere unico.
-Se l'utente desidera ripristinare la funzione come codice di funzione pubblica, l'utente deve avviare l'RFC per introdurre la modifica nella classificazione pubblica e assegnare un nuovo codice di funzione pubblica.
3. Codici di funzione riservata
-Cunzioni di funzione che sono comunemente utilizzati da alcune aziende per i prodotti legacy e non sono validi per uso pubblico.
Gli effettivi più comunemente usati sono i 4 codici di funzione nei codici di funzione pubblica: 03/04/06/10
0 x03: leggi più registri di holding
0 x04: leggi il registro di input
0 x06: scrivi singoli registri di holding
0 x10: scrivi più registri di holding
Poiché il PLC controlla principalmente i contatti del relè, anche le bobine (bobine) vengono spesso lette e scritte sul PLC. Qui è necessario prestare particolare attenzione a un punto è: Write Hold Register, deve distinguere tra {0}}} x 0 6 Scrivi un singolo registro e 0x10 Scrivi più registri, mentre i registri di lettura non si distinguono tra le letture e le leggi più leggi, quando è necessario leggere un singolo registro di attesa, è anche l'uso dell'istruzione 0x03, specificare per le letture per le letture.