Was ist Modbus und wie funktioniert es in der Industrie?
Was ist ein Protokoll?
Zunächst sollten wir wissen, was ein Protokoll ist. Das Protokoll ist die Sprache, die für die Kommunikationstechnologie verwendet wird, genau wie die Sprache unserer täglichen Unterhaltung. Wir treffen zum Beispiel eine Vereinbarung, die Protokolle genannt wird: "1" ist links, "2" ist rechts, und ich gebe dir eine "1". Wenn Sie dieses Protokoll nicht lernen, wissen Sie nur, dass es "1" ist, und wenn Sie es gelernt haben, wissen Sie, dass es links bedeutet.
Was ist das Modbus-Protokoll?
Nachdem wir das Konzept des "Protokolls" verstanden haben, wollen wir uns ansehen, was das Modbus-Protokoll ist. Modbus ist ein serielles Kommunikationsprotokoll und ein Busprotokoll, das 1979 von der Modicon Company (heute im Besitz von Schneider Electric) für die Kommunikation mit ihrer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) veröffentlicht wurde.
Es gibt mehrere Versionen des Modbus-Protokolls für die serielle Schnittstelle und Ethernet. Die gängigsten sind Modbus TCP, Modbus RTU, Modbus ASCII und Modbus Plus.
Modbus-ASCII-Protokoll
Das Modbus-ASCII-Protokoll basiert auf dem Modbus-RTU-Protokoll, das Anweisungen zur Übertragung in ASCII-Zeichen umwandelt. Zum Beispiel muss das Modbus RTU-Protokoll die "12" übertragen, die nur ein Byte benötigt. Das Modbus-ASCII-Protokoll muss "1" in "31" und "2" in "32" umwandeln und benötigt dann zwei Bytes zur Übertragung. Daher ist Modbus ASCII ineffizient und hat eine niedrige Nutzungsrate.
Modbus Plus-Protokoll
Das Modbus Plus Protokoll, allgemein bekannt als MB+, ist ein Hochgeschwindigkeits-Feldbusnetzwerk, ein typisches Token-Bus-Netzwerk und ein lokales Netzwerksystem, insbesondere für industrielle Steuerungsanwendungen.
Modbus TCP-Protokoll
Das Modbus-TCP-Protokoll wird für die Verwaltung und Steuerung von Automatisierungsanlagen verwendet. Es umfasst die Verwendung von Modbus-Nachrichten in "Intranet"- und "Internet"-Umgebungen unter Verwendung des TCP/IP-Protokolls. Sie können es als Modbus RTU-Protokoll sehen, das auf Ethernet läuft.
Protokol Modbus RTU
Das Modbus-Protokoll ist ein Protokoll, das zwischen den Geräten läuft, oder besser gesagt, es muss ein Modbus-RTU-Protokoll zwischen den Geräten sein! Dies ist im Modbus-Protokoll festgelegt, und der Standardmodus muss das RTU-Protokoll sein. Die Rahmenstruktur besteht im Allgemeinen aus Adresse, Funktionscode, Daten und Prüfung.
Warum ist das Modbus-Protokoll so beliebt?
Bis zu diesem Punkt scheint es nicht klar zu sein, warum das Modbus-Protokoll so beliebt sein kann. Lassen Sie es uns gemeinsam herausfinden.
Modbus hat sich zum Industriestandard für Kommunikationsprotokolle im industriellen Bereich entwickelt (de facto) und ist heute ein gängiger Verbindungsmodus (ein Industriestandard) zwischen elektronischen Industriegeräten. Darüber hinaus gibt es die drei Hauptschlüssel zu seinem Erfolg:
Öffentliche Veröffentlichung und kein Urheberrecht.
Einfach zu implementieren und zu warten.
Es gibt nicht viele Einschränkungen für die Änderung lokaler Bits oder Bytes.
Im Allgemeinen ist Modbus ein Protokoll für die industrielle Steuerung, das sich durch drei Eigenschaften auszeichnet: freie Verwendung, einfache Verwendung und einfache Änderung, und das weit verbreitet ist.
Aufgrund dieser Eigenschaften hat sich das Modbus-Protokoll bewährt und wird nach wie vor in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, z. B. in Instrumenten und Zählern, intelligenten elektrischen Hoch- und Niederspannungsgeräten, Messumformern, programmierbaren Steuerungen, Mensch-Maschine-Schnittstellen, Frequenzumrichtern, intelligenten Feldgeräten und so weiter.
Wie wird der Modbus in der Industrie eingesetzt?
Hier kommt die neue Generation IoT edge gateway entwickelt für das industrielle IoT. Mit vorintegrierten Industrieprotokollen wie Modbus TCP/RTU und IoT-Clouds wie MS Azure und AWS ist die IoT edge gateway macht es einfach, Daten von verschiedenen Vor-Ort-Geräten zu sammeln, zu validieren und in die Cloud hochzuladen - und die Konfiguration dauert nur wenige Minuten ohne jegliche Programmierung.
Das Gateway kann die Rolle eines Modbus-Masters spielen und liest Register von einem Modbus-Slave-Gerät. Die Signale können sowohl über die RS485-Verbindung als auch über die Ethernet-Verbindung übertragen werden.