2.5.1. MODBUS RTU/ASCII та MODBUS TCP/IP

Більш детально про мережі Modbus Ви можете почитати в розділі 6.

2.4.1.1.Походження MODBUS. Мережі MODBUS RTU/ASCII розроблені фірмою Gould Inc. (Modicon) для побудови промислових розподілених систем управління. Вони одні з найпоширеніших у світі. Використання  MODBUS приваблює простота протоколу й використання стандартних промислових інтерфейсів. Популярність MODBUS RTU та широке впровадження Etherenet та технологій Intranet в область промислових мереж, привело до появи мережі  MODBUS TCP/IP. На сьогоднішній день просуванням всіх мереж MODBUS займається некомерційна організація MODBUS-IDA.

2.4.1.2.Фізичний рівень MODBUS RTU/ASCII. Спеціальний фізичний інтерфейс для MODBUS RTU/ASCII не визначений, а вибирається з ряду стандартних: RS-232C, RS-422, RS-485, USB або струмова петля. Однак стандартами MODBUS-IDA визначені правила для використання RS-485. Бітова швидкість вибирається однією з двох 19200 біт/с або 9600 біт/с. Для кодування переданих даних на канальному рівні використаються формати ASCII з 7-бітним символом та RTU з 8-бітним символом.

2.4.1.3.Канальний рівень MODBUS RTU/ASCII. В MODBUS RTU/ASCII використовується класична схема доступу Ведучий-Ведений. Конфігурація на основі цього протоколу припускає наявність одного Ведучого вузла й до 247 Ведених. Тільки Ведучий ініціює цикли обміну даними, тобто тільки його прикладний Процес може бути клієнтським. Кожне повідомлення-запит на канальному рівні Ведучого додатково обрамляються адресою вузла Веденого (адреса 0 використається для широкомовної передачі) та контрольною сумою (CRC16 для RTU та LRC для ASCII). Запит відправляється Веденому, який його обробляє і повертає повідомлення-відповідь, тим самим підтверджуючи запит.

2.4.1.4. Прикладний рівень MODBUS RTU/ASCII. Протокол прикладного рівня MODBUS (MBAP протокол) базується на клієнт-серверній моделі обміну повідомленнями. Повідомлення запит складається з коду команди (читання, запис і т.д.) та додаткових даних. Протокол MBAP забезпечує ациклічний доступ по запиту до змінних іншого вузла (Input Registers, Holding Registers, Discrete Inputs,  Discrete Coils), діагностичними сервісами, сервісами запису/зчитування програми. Циклічно-періодичні операції протоколом не визначені і можуть бути реалізовані тільки в прикладній програмі. 

2.4.1.5. Походження та структура  MODBUS TCP/IP. MODBUS TCP/IP на прикладному рівні базується на системі  MODBUS повідомлень (MBAP протокол), на транспортному та мережному – використовує стек протоколів TCP/IP, а на канальному та фізичному – мережу Ethernet. Таке поєднання дає можливість простої і практично безперешкодної інформаційної інтеграції між вузлами різних рівнів управління. На відміну від MODBUS RTU та ASCII прикладний Процес одночасно може виступати як в якості Клієнта так і Серверу. Це значить, що кількість MODBUS Клієнтів та MODBUS Серверів в єдиній мережі практично не обмежується. Протокол MODBUS TCP/IP внесений до стандартів МЕК разом з протоколом реального часу RTPS (див. розділ 10).

Характеристики MODBUS RTU/ASCII та MODBUS TCP/IP зведені в таблицю 2.6.

Таблиця 2.6

Характеристики MODBUS RTU/ASCII та TCP/IP.

 

характеристика

MODBUS RTU/ASCII

MODBUS TCP/IP

 

NetArea

-    рівень датчиків/контролерів

-    рівень датчиків/контролерів

прикладний

AppService

Протокол MBAP (MODBUS Application Protocol)

ациклічне по запиту читання/запис даних процесу та параметричних даних (16 бітні слова, біти); управління станом вузлів; діагностичні сервіси; функції програмування вузла;

 

доступ до змінних вузлів-Ведених MODBUS RTU (шлюз)

AppModel

клієнт-серверна модель обміну повідомленнями для даних процесу та параметричних даних; клієнт тільки на вузлі Ведучого 

клієнт-серверна модель обміну повідомленнями для даних процесу та параметричних даних; 

AppProcData

циклічний трафік не визначений, для ациклічного – теоретично 65536 об’єктів з кожної області пам’яті на вузол   

AppResolut

залежить від швидкості та реалізації на вузлах (див. розділ 6).

транспорт

TpService

не визначений

 

визначені протоколом TCP

мережний

NtService

визначені протоколом IP

канальний

ChAddModel

Відправник-Адерсат-msg, адреси тільки у Ведених 1-247, 0 - широкомовна;

Відповідно до протоколу EthernetІІ/IEEE 802.2/3

ChAccess

Ведучий-Ведений;

ChChecksum

LRC для ASCII та CRC16 для RTU

фізичний

PhInterface*

RS-232,RS-422, RS-485, CL , USB

Відповідно до протоколу EthernetІІ/IEEE 802.3

PhMedia*

подвійна екранована вита пара (для RS-485)

PhTopology*

шина (для RS-485)

PhLdrop*

<=20 м, мультипортові <= 40 м / кількість портів (для RS-485)

PhBaudRate*

9600 біт/с або 19200 біт/с (для RS-485)

PhSegment

кількість сегментів залежить від реалізації інтерфейсу

PhNodes*

32 (для RS-485)

PhLength*

<1200 м (для RS-485)

* - згідно MODBUS-IDA
 
 
Comments