El control industrial ha passat del control autònom al control centralitzat i el control centralitzat, i ara ha entrat a l'era de la xarxa, els controladors industrials connectats a la xarxa també proporcionen una gestió convenient de la xarxa. Modbus és un dels protocols de xarxa per als controladors industrials.
Introducció del protocol de comunicació de Modbus
El protocol de Modbus, en primer lloc, de la comprensió literal que inclou modes i autobusos dues parts, en primer lloc, és un autobús, és a dir, un protocol de bus i i2c, SPI similar, el bus significa que hi ha hostes, hi ha esclaus, aquests dispositius al mateix bus.
Modbus admet un sol mestre, diversos esclaus i fins a 247 dispositius esclaus. Quant a MOD, perquè aquest protocol es va utilitzar per primera vegada en els controladors de PLC, els controladors PLC de Modicon són exactes, que és d'on prové el nom de mod.
Posteriorment Modicon va ser adquirit per Schneider (Schneider), el protocol Modbus s'utilitza àmpliament en controladors industrials, HMIS i sensors, i acceptat gradualment per altres fabricants, convertint -se en un protocol de comunicació principal per a la comunicació amb dispositius perifèrics.
Modbus pertany a la setena capa d’aplicació del model de referència 7- capa OSI, i hi ha dos tipus de la capa d’enllaç de dades: basat en el protocol serial estàndard i el protocol TCP, la capa física pot utilitzar {{1} filfer Mitjans de transmissió sense fils i altres.
Modbus Protocol és un mode de sol·licitud/resposta de procés d’interacció, l’amfitrió inicia la sol·licitud de comunicació, l’esclau respon a la sol·licitud de l’amfitrió, l’esclau no enviarà dades activament quan no rebi la sol·licitud de l’amfitrió i els esclaus no es comunicaran entre ells.
Característiques del protocol de comunicació de Modbus
(1) Els usuaris estàndard, oberts, poden utilitzar el protocol Modbus gratuïtament, estigueu segurs que no cal pagar les taxes de llicència i que no violaran els drets de propietat intel·lectual.
(2) Modbus pot suportar una varietat d’interfícies elèctriques, com ara Rs -232, Rs -485, etc. També es pot transmetre en diversos suports, com ara el paràmetre Twisted, la fibra òptica, sense fils, etc.
(3) El format de fotograma de Modbus és senzill, compacte i fàcil d’entendre. És fàcil que els usuaris puguin utilitzar i senzilles per desenvolupar els venedors.
Tipus de dades de Modbus 4
El protocol Modbus estipula que els tipus de dades per a les operacions de lectura i escriptura es poden classificar en els següents 4 tipus segons els atributs i tipus de lectura i escriptura:
1. Entrada discreta (entrada de discretes):1 bit, només de lectura
2. Bobines (bobines):1- bit, read-write
3. Registres d’entrada:16 bits, només de lectura
4. Registres de retenció:16 bits, llegir/escriure.
Versions del protocol Modbus
Actualment existeixen versions del protocol Modbus per a xarxes en sèrie, Ethernet i altres xarxes que donen suport al protocol d'Internet.
La majoria dels dispositius Modbus es comuniquen a la capa física EIA -485.
Per a les connexions en sèrie, existeixen dues variants que difereixen lleugerament en termes de diferents representacions de dades numèriques i detalls de protocol.Modbus RTU és una representació compacta i binària de dades, i Modbus ascii és una representació verbosa i llegible per a humans. Les dues variants utilitzen la comunicació en sèrie; El format RTU segueix amb ordres/dades amb un cicl de redundància cíclica, mentre que el format ASCII utilitza un checksum de redundància longitudinal. Els nodes configurats per a la variant RTU no es comuniquen amb nodes configurats per a la variant ASCII i viceversa.
Per a connexions mitjançant TCP/IP (per exemple, Ethernet) on existeixen múltiples variants MODBUS/TCP, aquest enfocament no requereix un càlcul de comprovació.
Per als tres protocols de comunicació, el model de dades i les trucades de funcions són les mateixes, només l’encapsulació és diferent.
Modbus té una versió ampliada Modbusplus (Modbus+ o MB+), però aquest protocol és propietari de Mòdicon i diferent de Modbus. Requereix un coprocessador especialitzat per gestionar la rotació de token d’alta velocitat similar a la HDLC. Utilitza un cable de parella retorçat d’1Mbit/s i té un aïllament de conversió a cada node, un dispositiu que utilitza la conversió/desencadenament de la vora en lloc de desencadenar de tensió/nivell. La connexió Modbus Plus a un ordinador requereix una interfície especial, normalment una placa que admet el bus ISA (SA85), PCI o PMCIA.
Així, quan ens referim al protocol Modbus, és important determinar quin és el mode, encara hi ha una gran diferència entre els diferents modes.
Format de fotograma de dades de Modbus
El primer que hem de saber és que un marc de dades de modbus normal conté el següent: camp d’adreça + codi de funció + dades + glitch checksum, a més del format de fotograma modbus és el mateix independentment de quina versió del protocol s’esmenta més amunt:
Inclou principalment:
1. Camp d’adreces:És a dir, l’adreça d’esclau a la qual s’accedeix el mestre, la seva gamma 0 ~ 247
2. Codi de funció:és a dir, quin tipus d’operació vol fer el mestre a l’esclau.
3. Dades:Si la sol·licitud del màster és llegir dades, les "dades" haurien de contenir la informació següent: on començar a llegir dades + quantes dades a llegir. Si la sol·licitud del màster és escriure dades a l'esclau, les "dades" haurien de contenir la informació següent: on començar a escriure dades + Quants bytes de dades per escriure + les dades específiques a escriure.
4. Comprovació d'errors:Per tal d’assegurar la correcció de la transmissió de dades, el protocol Modbus afegeix una comprovació d’error de dos bytes al final del marc de dades.
Codi de funció de modbus
Els codis de funcions de Modbus, que s’escriuen al marc de dades de la sol·licitud d’amfitrió, determinen si l’amfitrió llegeix o escriu, tant si llegeix bobines, quantitats discretes o registres, tant si escriu un registre únic o diversos registres, etc., i quin tipus de dades sol·licita.
Hi ha tres tipus principals de codis de funcions: codis de funció pública, codis de funció definits per l'usuari i codis de funció reservada.
1. Codis de funció pública
-S. Codis de funcionament que es defineixen millor
-Les garantides per ser úniques
-Camable per l’organització Modbus
-Publament demostrable
-Pereu una prova de conformitat útil
-Provat als RFC MB IETF
-Conta els codis de funcions assignades públiques i codis de funció reservada no assignades per a un ús futur.
2. Codis de funció definits per l'usuari
Hi ha dos intervals de definició de codi de funció definits per l'usuari, és a dir, 65 a 72 i 100 a 110 decimals.
-El usuari pot seleccionar i implementar un codi de funció sense cap aprovació de l'organització Modbus.
-Els ús del codi de funció seleccionat no es garanteix que sigui únic.
-Si l’usuari vol restablir la funció com a codi de funció pública, l’usuari ha d’iniciar el RFC per introduir el canvi a la classificació pública i assignar un nou codi de funció pública.
3. Codis de funció reservada
-Pren codis de funcionament que són habitualment utilitzats per algunes empreses per a productes heretats i que no són vàlids per a ús públic.
Els més habituals que s’utilitzen són els 4 codis de funció dels codis de funció pública: 03/03/06/10
0 x03: llegiu diversos registres de retenció
0 x04: Llegiu el registre d'entrada
0 x06: escriviu registres de retenció única
0 x10: escriviu diversos registres de retenció
Atès que el PLC controla principalment els contactes de relé, les bobines (bobines) també es llegeixen i escriuen freqüentment al PLC. Aquí cal que es faci una atenció especial en un punt és: Write Hold Registres, Necessiteu distingir entre {{0}} x 0 6 Escriviu un registre únic i 0x10 escriviu diversos registres, mentre que els registres de retenció no distingeixen entre la lectura simple i la lectura múltiple, quan cal llegir un sol registre de retenció, és també l’ús de la instrucció 0x03, especifiqueu el nombre de lectures.