Die heute weltweit beliebten „neuen vier Erfindungen Chinas“ verändern tiefgreifend das Leben der Menschen. Nehmen wir zum Beispiel das Einkaufen: Früher musste man im Einkaufszentrum herumlaufen, erst nach dem Floor-Guide suchen, dann zum entsprechenden Schalter gehen, einkaufen, die gewünschten Dinge auswählen, nach einigem Handeln den Preis festlegen und schließlich bezahlen, um die Ware zu holen. Das waren alles alltägliche Szenarien. Aber wenn man die Sachen nicht selbst sieht, nur Fotos online sieht, den Verkäufer nicht trifft und vorab bezahlt, dann auf die Lieferung nach Hause wartet – diese Szenarien wären in der Vergangenheit undenkbar gewesen. Doch genau durch eine Reihe effektiver Transaktionsregeln wurde dies ermöglicht, also einer Vereinbarung, die alle Beteiligten einhalten müssen.
Da Einkaufen durch eine Reihe von Regeln so bequem gemacht werden kann, kann Kommunikation das auch? Die Antwort ist eindeutig Ja, denn Kommunikation ist Datenwechsel, und durch die Festlegung einer Reihe von Regeln kann der Datenwechsel erleichtert werden. Diese Regeln sind Kommunikationsprotokolle. Alles hat seinen Anfang, und wenn man die Protokolle sowie Kommunikationsprotokolle verstanden hat, ist die Hälfte von MODBUS erklärt, denn MODBUS ist ein Kommunikationsprotokoll. Aber welches Art von Kommunikationsprotokoll ist MODBUS?
Wie allgemein bekannt ist, dienen die Regeln des Online-Shoppings dazu, die Beziehungen zwischen Käufern, Verkäufern und Drittplattformen zu koordinieren, indem sie die Rechte und Pflichten der beteiligten Parteien festlegen und einige notwendige Schritte und Methoden für den Abschluss einer Transaktion vorschreiben. Die direkt einfallenden Szenarien sind beispielsweise, dass E-Commerce-Plattformen Waren und Dienstleistungen (kaufen, Rückgabe und Umtausch) anbieten, Plattformen (Taobao, Tmall) Transaktionsregeln festlegen und Kurierfirmen die Methoden zur Übermittlung von Waren definieren (Pakete, Sendungsverfolgung).
Auf die gleiche Weise besteht das MODBUS-Kommunikationsprotokoll aus der Erleichterung des Datenwechsels zwischen Controllern und Geräten. Oberflächlich betrachtet besteht es aus zahlreichen Klauseln wie einem „Benutzerhinweis“, aber im Wesentlichen geht es um folgende Punkte: Protokollfunktionen, Kommunikationsinhalt, Kommunikationsregeln und Kommunikationsdatenformat.
1) Kommunikationsfunktion: Die von MODBUS definierten Funktionen umfassen Lesen, Schreiben und Diagnose. Man kann sich vorstellen, wenn man beim Anrufen eines bestimmten Dienstes eine Sprachanweisung hört: „Bitte geben Sie die gewünschte Dienstnummer ein, Taste 1 für Abfrage, 2 für Aufladen, 0 für den Kundenservice.“ Das sind die Funktionscodes!
2) Kommunikationsinhalt: Genau wie E-Commerce-Plattformen Waren für die Auswahl anbieten, definiert MODBUS den Kommunikationsinhalt, der beispielsweise Holding-Registrierer, Eingabe-Registrierer, Spulen usw. umfasst. Waren gibt es in kleinen und großen Stückzahlen, manche können zurückgegeben werden, andere nicht – diese Kommunikationsinhalte sind teilweise lesbar und schreibbar, teilweise nur lesbar.
3) Kommunikationsregeln: Das MODBUS-Kommunikationsprotokoll verwendet den Client/Server-Modus für die Kommunikation. Sie können Abbildung 2 betrachten, die dieses Kommunikationsmodell mit dem Online-Shopping vergleicht. Offensichtlich können zwei Clients nicht direkt kommunizieren, denn was könnten zwei Käufer tun?
4) Kommunikationsdatenformat: Nach dem Online-Einkauf sendet der Verkäufer die Ware per Logistikdienst. Die Kurierfirma überbringt die Ware nicht wie ein Restaurantbedienung persönlich bis zur Haustür, sondern in Form eines Pakets, das gemäß dem Sendungsvermerk genau zugestellt wird. Das ist die Form der Online-Einkäufe.
Das MODBUS-Kommunikationsprotokoll benötigt für eine genaue Datenübertragung ebenfalls eine "Verpackung" und ein "Verschlusssiegel". Wenn die Ware ein Holding-Register ist, dann ist der Verpackungsprozess die Verwendung eines Funktionscodes, um den Wert des Holding-Registers zu verpacken und eine Protokoll-Daten-PDU (ähnlich einem Paket) zu bilden; das Aufkleben des Verschlusssiegels an die Ware bedeutet, dass die Daten-PDU mit einer Adresse und einer Fehlerprüfung (d.h. CRC) versehen wird, um ein vollständiges Kommunikationsdatenpaket (Anwendungsdaten ADU) zu bilden.
Zusammenfassend ist MODBUS ein Kommunikationsprotokoll, das die oben genannten vier Inhalte umfasst. Tatsächlich sind einige Technologien im industriellen Internet nicht besonders tiefgründig, man kann Prototypen im Alltag finden. Schau dir zum Beispiel das MODBUS-Kommunikationsprotokoll an – ist es nicht auch sehr alltäglich und intuitiv?
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