Modbus-Kommunikationsprotokoll

Modbus ist ein serielles Kommunikationsprotokoll, das 1979 von Modicon (jetzt Schneider Electric) für die Kommunikation mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) veröffentlicht wurde. Modbus hat sich zum Industriestandard für industrielle Kommunikationsprotokolle (De facto) entwickelt und ist heute die übliche Verbindung zwischen industriellen elektronischen Geräten.

Mit Modbus können mehrere (ca. 240) Geräte zur Kommunikation im selben Netzwerk verbunden werden, z. B. ein Gerät, das Temperatur und Luftfeuchtigkeit misst und die Ergebnisse an einen Computer sendet. Im Datenerfassungs- und Überwachungssteuersystem (SCADA) wird Modbus normalerweise verwendet, um Überwachungscomputer mit Remote Terminal Control-Systemen (RTUs) zu verbinden.

Das Modbus - Protokoll wird derzeit von Versionen für die serielle, Ethernet und anderen Netzwerken , dass die Unterstützung Internet Protocol.

Die meiste Modbus-Gerätekommunikation findet über die serielle physikalische EIA-485-Schicht statt.

Für serielle Verbindungen gibt es zwei Varianten , die leicht in der numerischen Datendarstellung und Protokolldetails unterscheiden. Modbus RTU ist eine kompakte, binäre Darstellung von Daten. Modbus ASCII ist eine für Menschen lesbare, lange Darstellung. Beide Varianten nutzen die serielle Kommunikation. Nachfolgende Befehle / Daten im RTU-Format haben eine Prüfsumme der zyklischen Redundanzprüfung, während das ASCII-Format eine Prüfsumme der vertikalen Redundanzprüfung verwendet. Als RTU-Varianten konfigurierte Knoten kommunizieren nicht mit auf ASCII-Varianten eingestellten Knoten und umgekehrt.

Für Verbindungen über TCP / IP (z. B. Ethernet) gibt es mehrere Modbus / TCP-Varianten, für die keine Prüfsummenberechnung erforderlich ist.

Für alle drei Kommunikationsprotokolle sind Datenmodell und Funktionsaufruf identisch, nur die Paketmethode ist unterschiedlich.

Modbus verfügt über eine erweiterte Version von Modbus Plus (Modbus + oder MB +), dieses Protokoll ist jedoch Eigentum von Modicon und unterscheidet sich von Modbus. Es erfordert eine spezielle Coprozessor High-Speed - Token - Rotation wie HDLC zu handhaben . Es wird 1 Mbit / s Twisted Pair verwendet und jeder Knoten verfügt über einen Schaltisolator, ein Gerät, das anstelle eines Spannungs- / Pegel-Triggers einen Übergangs- / Flankentrigger verwendet. Das Anschließen von Modbus Plus an einen Computer erfordert eine spezielle Schnittstelle, normalerweise eine Karte, die ISA (SA85) -, PCI- oder PMCIA-Bus unterstützt.

Das Modbus-Protokoll ist ein Master / Slave-Architekturprotokoll. Ein Knoten ist der Masterknoten, und die anderen Knoten, die das Modbus-Protokoll zur Teilnahme an der Kommunikation verwenden, sind Slave-Knoten. Jedes Slave-Gerät hat eine eindeutige Adresse. In seriellen und MB + -Netzwerken können nur als Master bezeichnete Knoten einen Befehl initiieren (bei Ethernet kann jedes Gerät einen Modbus-Befehl senden, in der Regel startet jedoch nur ein Master-Gerät den Befehl).

Ein ModBus-Befehl enthält die Modbus-Adresse des Geräts, das ausgeführt werden soll. Alle Geräte empfangen den Befehl, aber nur das Gerät an der angegebenen Position wird ausgeführt und reagiert auf den Befehl (mit Ausnahme von Adresse 0 ist der Befehl, der Adresse 0 angibt, ein Broadcast-Befehl. Alle Geräte, die den Befehl empfangen, werden jedoch ausgeführt nicht auf den Befehl antworten). Alle Modbus - Befehle enthalten Prüfcodes , um festzustellen , dass der Befehl, der angekommen war nicht beschädigt ist. Der grundlegende ModBus-Befehl kann eine RTU anweisen, einen Wert ihres Registers zu ändern, einen E / A-Port zu steuern oder zu lesen, und das Gerät anweisen, eines oder mehrere seiner Register zurückzugeben.

Es gibt viele Modems und Gateways, die das Modbus-Protokoll unterstützen, da das Modbus-Protokoll einfach und leicht zu kopieren ist. Einige von ihnen wurden speziell für dieses Protokoll entwickelt. Es gibt verschiedene Implementierungen unter Verwendung von verdrahteten, drahtlosen Kommunikation und sogar kurze Nachrichten und GPRS. Designer müssen jedoch einige Probleme wie hohe Latenz und Timing überwinden.

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Bei fast allen Implementierungen handelt es sich um Abweichungen von offiziellen Standards. Die Kommunikation zwischen Geräten verschiedener Hersteller ist möglicherweise nicht möglich. Einige der wichtigsten Änderungen sind:

Art der Daten

Gleitkommazahl nach IEEE-Standard

32-Bit-Ganzzahl

8-Bit-Daten

Gemischter Datentyp

Bitfeld in Ganzzahl

Multiplikatoren zum Ändern der Daten in / von einer Ganzzahl. 10, 100, 1000, 256 ...

Protokollerweiterung

16-Bit-Slave-Adresse

32-Bit-Datengröße (1 Adresse = 32-Bit-Daten zurückgeben)

Daten austauschen

Modbus wurde Ende 1970 für die Kommunikation mit speicherprogrammierbaren Steuerungen entwickelt. Diese begrenzten Datentypen waren zu diesem Zeitpunkt für die SPS verständlich, und große binäre Objektdaten wurden nicht unterstützt.

Für einen Knoten gibt es keine Standardmethode, um die Beschreibung eines Datenobjekts zu finden. Stellen Sie beispielsweise fest, ob ein Register eine Temperatur zwischen 30 und 175 Grad darstellt.

Da es sich bei Modbus um ein Master / Slave-Protokoll handelt, kann das Gerät nicht dazu aufgefordert werden, "Anomalien" zu melden (die auf dem Ethernet-TCP / IP-Protokoll aufbauen, mit Ausnahme von Open-M-Bus). Der Master-Knoten muss jedes Knoten-Gerät durchlaufen Und suchen Sie nach Änderungen in den Daten. In Anwendungen, in denen Bandbreite wertvoll sein kann, verbraucht dieser Ansatz Bandbreite und Netzwerkzeit in der Anwendung, z. B. bei drahtlosen Verbindungen mit niedriger Rate.

Modbus kann nur 247 Adressen auf einer einzelnen Datenverbindung verarbeiten, wodurch die Anzahl der Geräte begrenzt wird, die an den Master-Standort angeschlossen werden können (mit Ausnahme von Ethernet TCP / IP).

Die Modbus-Übertragung erfolgt durch Puffern von Daten zwischen Remote-Kommunikationsgeräten. Die Kommunikation muss ständig eingeschränkt werden, um das Problem der Puffer-Schwachstellen bei der Übertragung zu vermeiden.

Das Modbus-Protokoll selbst bietet keine Sicherheit für nicht autorisierte Befehle oder das Abfangen von Daten.

Möchten Sie mehr wissen, schauen Sie sich bitte das Video an

  https://youtu.be/6pEM-DlQ9Ik

Elektrische absperrklappe zeigen

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Produkt Klassifikation

IT - Elektrischer Schwenkantrieb Typ 100NM-500NM

◆ Robuste Konstruktion mit doppelter Versiegelung und kann Wasser und Staub (IP67 / IP68-2m, 48 Stunden) effektiv abfangen, wenn der Anschluss erfolgt.

◆ Vierteldrehung mit Direktantrieb

◆ Dreiphasen-, Einphasen- und Gleichstromversorgungsaktor

◆ Mehrsprachiger Textanzeigebildschirm mit Status und Einstellungen

◆ Als eingebauter Datenaufzeichnungsmechanismus der Standardfunktion

◆ Kompatibel mit dem IrDATM-Standard. Führen Sie die lokale und Remote-Analyse auf dem Stellantrieb über die Insight-PC-Software durch.

◆ Übersichtliche, einfach zu bedienende Funktionen und Anzeigefunktionen

◆ Einfache Drehmoment- und Positionsregelung zur Erhöhung der Zuverlässigkeit

◆ Flexibilität der umfassenden Steuerung und Anzeige

◆ Optionale Angabe des wasser- und explosionsgeschützten Typs

◆ Direkter Drehmomentbereich 50 Nm (37 Ibf ft) - 500 Nm (370 Ibf ft)

IT - Elektrischer Schwenkantrieb Typ 1000NM-2000NM

◆ Robuste Konstruktion mit doppelter Versiegelung und kann Wasser und Staub (IP67 / IP68-2m, 48 Stunden) effektiv abfangen, wenn der Anschluss erfolgt.

◆ Vierteldrehung mit Direktantrieb

◆ Dreiphasen-, Einphasen- und Gleichstromversorgungsaktor

◆ Mehrsprachiger Textanzeigebildschirm mit Status und Einstellungen

◆ Als eingebauter Datenaufzeichnungsmechanismus der Standardfunktion

◆ Kompatibel mit dem IrDATM-Standard. Führen Sie die lokale und Remote-Analyse auf dem Stellantrieb über die Insight-PC-Software durch.

◆ Übersichtliche, einfach zu bedienende Funktionen und Anzeigefunktionen

◆ Einfache Drehmoment- und Positionsregelung zur Erhöhung der Zuverlässigkeit

◆ Flexibilität der umfassenden Steuerung und Anzeige

◆ Optionale Angabe des wasser- und explosionsgeschützten Typs

◆ Direkter Drehmomentbereich 600 Nm (890 Ibf ft) - 2000 Nm (1476 Ibf ft)

Leistungsdaten des IT-Ein-Aus-Aktuators

Leistungsdaten des IT-geregelten Stellantriebs

Dimension des IT-Aktors (direkt montiert)

Dimension des IT-Aktuators (Fußplatte montiert )

Viertelumdrehung elektrischen stellantrieb zeigen