Главная страница >> Решения и услуги >> АСУ ТП и Диспетчеризация >> Информация >> SCADA системы >> Промышленные сети >> Modbus — коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «клиент-сервер»

Modbus — коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «клиент-сервер»

Modbus — коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «клиент-сервер». Широко применяется в промышленности для организации связи между электронными устройствами. Может использовать для передачи данных через последовательные линии связи RS-485, RS-422, RS-232, а также сети TCP/IP (Modbus TCP).

Modbus был разработан компанией Modicon (в настоящее время принадлежит Schneider Electric) для использования в её контроллерах с программируемой логикой. Впервые спецификация протокола была опубликована в 1979 году. Это был открытый стандарт, описывающий формат сообщений и способы их передачи в сети состоящей из различных электронных устройств.

Структура протокола ModBus

Устройства разных производителей, поддерживающие протокол ModBus, обеспечивают простую интеграцию в единую сеть. Практически все SCADA/HMI системы поддерживают данный протокол.
При использовании последовательных линий связи в одной сети может быть только одно ведущее устройство(master), которое опрашивает несколько подчиненных устройств(slave). Подчиненное устройство не может самостоятельно запросить данные или начать передачу. Ведущее устройство может запрашивать данные с подчиненных устройств в произвольном порядке или инициировать одновременную запись данных на все подчиненные устройства одновременно. В одной сети теоретически может быть 247 подчиненных устройств (количество адресов устройств). Физическое ограничение в зависимости от типа линии связи, кабеля и характеристик передающих устройств в несколько раз меньше.
В сети Modbus TCP может присутствовать неограниченное количество ведущих устройств и подчиненных устройств. При этом любое устройство может быть одновременно и ведущим, и подчиненным. В сети могут также существовать специальные шлюзы (gateway), которые предоставляют данные устройствам из сети TCP/IP доступ к устройствам, объединенным последовательной линией связи или ведущему устройству с последовательным интерфейсом доступ к сети TCP/IP.

В сети TCP/IP может практически неограниченное количество ведущих устройств(master) и подчиненных устройств(slave). При этом любое устройство может быть одновременно и ведущим, и подчиненным. В сети могут также существовать специальные шлюзы (gateway), которые предоставляют данные устройствам в сети TCP/IP доступ к устройствам объединенным последовательной линией связи или ведущему устройству с последовательным интерфейсом доступ к сети TCP/IP.

Режимы протокола Modbus

Протокол Modbus предусматривает для передачи данных по последовательным линиям связи два режима передачи: RTU и ASCII.

Режим ASCII предназначен для медленных линий связи, где каждый байт пакета передается как два ASCII символа. Новый пакет начинается со специального служебного символа. При этом между передачей символов одного пакета пауза может быть нескольких секунд(в зависимости от настроек) без возникновения ошибок при передаче.

Использование режима RTU позволяет приблизительно 2 раза увеличить количество передаваемых данных по последовательной линии связи. Данные пакета передаются по сети в двоичном виде без изменений. В режиме RTU перед передачей пакета в линии Рекомендации по проектированию и наладке. 5 выдерживается небольшой интервал тишины. Пакет передается непрерывным потоком данных. Таким образом на скорости 19200 бит/с возможно передать за 1 секунду до 1400 байт данных(при повторяющемся запросе 126 переменных) или опросить до 40 раз одно или несколько устройств(при запросе одной переменной). RTU.

Инфраструктура сети RS-485 протокола Modbus

В общем случае, при объединении устройств Modbus по линии связи RS-485, каждое устройство последовательно соединяют с другими устройствами одним кабелем. В кабеле должны быть как минимум одна витая пара, по которой проходят дифференциальные сигналы D0, D1 и проводник COM (сокращение от Common, земля приемников RS-485 всех устройств). Земля приемников RS-485 должна быть соединена с защитной землей только у ведущего контроллера (master). На каждом конце линии связи устанавливаются терминаторы LT, которые представляют из себя сопротивления номиналом 120 Ом.

Инфраструктура сети RS-485

При отсутствии передачи данных в сети, которая состоит из большого количества устройств, подключенных к одному каналу связи, драйверы RS-485 входят в третье состояние (tristate, то есть отключенное состояние). В этом случае оба проводника в линии передачи могут работать в холостую с небольшой нагрузкой, в результате приемники, могут регистрировать ложные данные. Для решения данной проблемы используют защитное смещение. Устанавливают резистор задания начального высокого уровня (pull-up) на линию А и низкого уровня (pull-down) на линию B. В сети Modbus защитное смещение устанавливается только рядом с ведущим устройством. При наличии схемы защитного смещения максимальное количество устройств в сети равно 32. При отсутствии - не более 28.

Сообщение успешно послано!

Мы свяжемcя с вами в ближайщее время!

Закрыть

Отправка Сообщения

Фамилия Имя:
Компания:
E-mail:
Телефон:
Сообщение: