Industrial Control har flyttet fra frittstående kontroll til sentralisert overvåking og sentralisert kontroll, og har nå kommet inn i nettverkstiden, industrielle kontrollere koblet til nettverket gir også en praktisk nettverksadministrasjon. Modbus er en av nettverksprotokollene for industrielle kontrollere.
Introduksjon av Modbus kommunikasjonsprotokoll
Modbus -protokollen, først og fremst, fra den bokstavelige forståelsen den inkluderer Mod og Bus to deler, først og fremst er det en buss, det vil si bussprotokoll, og I2C, SPI lignende, buss betyr at det er verter, det er slaver, disse enhetene på samme buss.
Modbus støtter en enkelt master, flere slaver og opptil 247 slaveenheter. Om MOD, fordi denne protokollen først ble brukt i PLC-kontrollere, Modicons PLC-kontrollere for å være nøyaktig, og det er her navnet Mod-Bus kommer fra.
Senere Modicon ble anskaffet av Schneider (Schneider), Modbus -protokollen er mye brukt i industrielle kontrollere, HMI -er og sensorer, og gradvis akseptert av andre produsenter, og ble en mainstream kommunikasjonsprotokoll for kommunikasjon med perifere enheter.
Modbus tilhører det syvende applikasjonslaget i 7- -laget OSI -referansemodell, og det er to typer datalinklag: Basert på standard seriell protokoll og TCP -protokoll kan det fysiske laget bruke {{{1}, wire {5 {} wire}} wire {{} wire} wire {} wire {} wire} wire {} wire {} wire} wire {} wire} wire. overføringsmedier.
Modbus Protocol er en forespørsel/svarmodus for samhandlingsprosess, verten initierer kommunikasjonsforespørselen, slaven svarer på vertens forespørsel, slaven vil ikke sende data aktivt når den ikke mottar vertens forespørsel, og slavene vil ikke kommunisere med hverandre.
Funksjoner i Modbus kommunikasjonsprotokoll
(1) Standard, åpen, brukere kan bruke Modbus -protokollen gratis, være trygg på at det ikke er behov for å betale lisensgebyr, og ikke vil krenke immaterielle rettigheter.
(2) Modbus kan støtte en rekke elektriske grensesnitt, for eksempel RS -232, RS -485, etc. Det kan også overføres over en rekke medier, for eksempel twisted-par, fiberoptisk, trådløst og så videre.
(3) Rammeformatet til Modbus er enkelt, kompakt og lett å forstå. Det er enkelt for brukere å bruke og enkelt for leverandører å utvikle seg.
Modbus 4 datatyper
Modbus -protokollen bestemmer at datatypene for lese- og skriveoperasjoner kan kategoriseres i følgende 4 typer i henhold til lese- og skriveattributtene og typene:
1. Diskret inngang (Diskretes input):1 bit, skrivebeskyttet
2. spoler (spoler):1- bit, lese-skriv
3. Inngangsregistre:16 biter, skrivebeskyttet
4. Holder registre:16 biter, les/skriv.
Modbus -protokollversjoner
Versjoner av Modbus -protokollen eksisterer for tiden for serie-, Ethernet- og andre nettverk som støtter Internet -protokollen.
De fleste Modbus -enheter kommuniserer over det serielle EIA -485 fysisk lag.
For serielle tilkoblinger eksisterer det to varianter som skiller seg litt ut med tanke på forskjellige numeriske datarrepresentasjoner og protokolldetaljer. Modbus RTU er en kompakt, binær representasjon av data, og Modbus ASCII er en menneskelig lesbar, verbose representasjon. Begge variantene bruker seriell kommunikasjon; RTU -formatet følger opp med kommandoer/data med en syklisk redundanssjekksum, mens ASCII -formatet bruker en langsgående redundanssjekksum. Noder konfigurert for RTU -varianten kommuniserer ikke med noder konfigurert for ASCII -varianten og omvendt.
For tilkoblinger via TCP/IP (f.eks. Ethernet) der flere Modbus/TCP -varianter eksisterer, krever denne tilnærmingen ikke en sjekksumberegning.
For alle tre kommunikasjonsprotokoller er datamodellen og funksjonsanropene de samme, bare innkapslingen er annerledes.
Modbus har en utvidet versjon ModbusPlus (Modbus+ eller MB+), men denne protokollen er Modicon proprietær og forskjellig fra Modbus. Det krever en spesialisert koprocessor for å håndtere den høye hastighetsrotasjonen som ligner på HDLC. Den bruker 1Mbit/s Twisted Pair -kabel og har konverteringsisolasjon ved hver node, en enhet som bruker konvertering/kantutløsing i stedet for spenning/nivåutløsing. Å koble Modbus Plus til en datamaskin krever et spesielt grensesnitt, vanligvis et brett som støtter ISA (SA85), PCI eller PMCIA -buss.
Så når vi refererer til Modbus -protokollen, er det viktig å bestemme hvilken modus det er, det er fremdeles en stor forskjell mellom de forskjellige modusene.
Modbus datarammeformat
Det første vi trenger å vite er at en normal Modbus -dataramme inneholder følgende: Adressefelt + Funksjonskode + Data + Glitch sjekksum, pluss Modbus -rammeformatet er det samme uavhengig av hvilken versjon av protokollen som er nevnt ovenfor:
Inkluderer hovedsakelig:
1. Adressefelt:Det vil si at slaveadressen skal få tilgang til av mesteren, dens rekke 0 ~ 247
2. Funksjonskode:dvs. hva slags operasjon mesteren vil utføre på slaven.
3. Data:Hvis masterforespørselen skal lese data, bør "dataene" inneholde følgende informasjon: hvor du kan begynne å lese data + hvor mye data du skal lese. Hvis masterforespørselen skal skrive data til slaven, bør "dataene" inneholde følgende informasjon: hvor du kan begynne å skrive data + hvor mange byte data du skal skrive + de spesifikke dataene som skal skrives.
4. Feilkontroll:For å sikre riktigheten av dataoverføring, legger Modbus-protokollen til en to-byte-feilsjekk på slutten av datarammen.
Modbus funksjonskode
Modbus -funksjonskoder, som er skrevet i datarammen for vertsforespørselen, bestemmer om verten leser eller skriver, om den leser spoler, diskrete mengder eller registre, om det skriver et enkelt register eller flere registre, etc., og hvilken type data verten ber om.
Det er tre hovedtyper av funksjonskoder: offentlige funksjonskoder, brukerdefinerte funksjonskoder og reserverte funksjonskoder.
1. Offentlige funksjonskoder
-Funksjonskoder som er bedre definert
-Garantert å være unik
-Farbar av Modbus -organisasjonen
-Publicly Predable
-Har en brukbar samsvarstest
-Prøvet i MB IETF RFCS
-Holdige definerte offentlige tildelte funksjonskoder og ikke -tildelte reserverte funksjonskoder for fremtidig bruk.
2. Brukerdefinerte funksjonskoder
Det er to brukerdefinerte funksjonskodedefinisjonsområder, dvs. 65 til 72 og desimal 100 til 110.
-Brukeren kan velge og implementere en funksjonskode uten godkjenning fra Modbus -organisasjonen.
-Bruk av den valgte funksjonskoden er ikke garantert unik.
-Hvis brukeren ønsker å tilbakestille funksjonen som en offentlig funksjonskode, må brukeren starte RFC for å introdusere endringen i den offentlige klassifiseringen og tilordne en ny offentlig funksjonskode.
3. Reserverte funksjonskoder
-Funksjonskoder som ofte brukes av noen selskaper for gamle produkter og ikke er gyldige for offentlig bruk.
Den faktiske mest brukte er de 4 funksjonskodene i de offentlige funksjonskodene: 03/04/06/10
0 x03: Les flere holdingsregistre
0 x04: Les inngangsregister
0 x06: Skriv enkeltholdingsregistre
0 x10: Skriv flere holdingsregistre
Siden PLC hovedsakelig kontrollerer relékontakter, blir spolene (spolene) også ofte lest og skrevet på PLS. Her må være spesielt oppmerksom på ett poeng er: Skriv holdregistre, må skille mellom {{0}}} x 0 6 Skriv enkeltregister og 0x10 Skriv flere registre, mens du leser Registers, ikke skiller en enkelt og les flere, når du leser et enkelt Register.