Das Modbus-Protokoll ist ein offenes Standard-Kommunikationsprotokoll, das ursprünglich für die Verbindung von programmierbaren Logikcontrollern (PLCs) und anderen Automatisierungsgeräten entwickelt wurde. Seine Einfachheit und Zuverlässigkeit machen Modbus zu einem der beliebtesten Kommunikationsprotokolle in der Industrie und wird weit verbreitet für Überwachung, Steuerung und Datenerfassung verwendet.
Was ist Modbus
Modbus ist ein in der Industrie übliches Kommunikationsprotokoll, das als Kommunikationskonvention verstanden werden kann.
Modbus-Protokoll umfasst RTU, ASCII, TCP, von denen Modbus-RTU am häufigsten verwendet wird, relativ einfach und leicht auf einem Chip zu implementieren. Das Modbus-RTU - Protokoll definiert eine einfache Protokolldaten-Einheit (PDU), die unabhängig von der unteren Kommunikationsschicht ist, und das Modbus-RTU - Frame-Format auf einer seriellen Verbindung ist wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Unter ihnen enthält das Adressfeld nur die Slave-Adresse; Funktionscode zeigt an, welche Art von Aktion die Anweisung ausführen soll; die nachfolgenden Daten des Funktionscodes sind das Anforderungs - oder Antwortdatenfeld; das Fehlerprüffeld ist das Ergebnis der Berechnung der "Zyklischen Redundanzüberprüfung" der "Nachrichteninhalte" - Daten und verwendet den CRC16 - Zyklischen Redundanzüberprüfungsalgorithmus.
Modbus und OPC UA, MQTT und andere Kommunikationsprotokolle sind im Wesentlichen identisch, um ein Anwendungsschichtprotokoll für die Kommunikation mehrerer Geräte zu implementieren.
Ursprung und Entwicklung von Modbus
Das Modbus-Protokoll wurde 1979 von Modicon (jetzt von Schneider übernommen) entwickelt und wurde aufgrund seiner einfachen und offenen Kommunikationsmethode zum Standard in industriellen Systemen und ist das erste Busprotokoll der Welt, das wirklich in industriellen Bereichen verwendet wird.
Später, um die Verteilung von Modbus über Ethernet (TCP / IP) zu fördern und zu fördern, übergab Schneider das Eigentum des Modbus-Protokolls an die Organisation IDA (Interface for Distributed Automation) und gründete die Internationale Organisation Modbu-IDA, die für die Förderung von Modbus-Standards und die Zertifizierung von Modbus-Produkten verantwortlich ist.
Jetzt finden Sie Informationen über die Protokolldokumente, Modbus-Produkte und Anbieter auf der Modbus-Websitewww.modbus.org Finden Sie Informationen zu den relevanten Protokolldokumentationen, Modbus-Produkten und Anbietern.
Modbus Kommunikationsprotokoll
Das Modbus-Protokoll definiert eine Nachrichtenstruktur, die ein Controller erkennen kann, unabhängig davon, über welches Netzwerk sie kommunizieren. Daher kann die zugrunde liegende Kommunikationsmethode eine serielle Verbindung wie RS232, RS485 oder eine TCP / IP-Ethernet - Verbindung verwenden. Wenn der Controller über ein Modbus-Netzwerk kommuniziert, muss er die Adressen anderer Slaves in diesem Netzwerk kennen, um Nachrichten zu erkennen und entsprechend zu verhalten.
Das Modbus-Kommunikationsprotokoll hat die folgenden Eigenschaften:
- Modbus-Protokoll - Standard ist offen, öffentlich veröffentlicht und keine Lizenzgebühren, Benutzer können kostenlos erwerben und verwenden Modbus-Protokoll, ohne Lizenzgebühren zu zahlen;
- Modbus zuerst verwendet RS232, RS485 und andere serielle Verbindungen als unterliegende Kommunikationsmethode, serielle Bus-Schnittstellenchip - Kosten sind niedrig, und die Verkabelung ist einfach und bequem;
- Modbus-Protokoll unterstützt eine Vielzahl von elektrischen Schnittstellen, wie RS232, RS485, TCP / IP usw., kann auch auf verschiedenen Medien, wie Twisted Pair, Glasfaser, Infrarot, drahtlos usw. übertragen werden;
- Modbus ist ein einfaches Anwendungsschicht-Protokoll, das Protokoll-Nachrichtenrahmenformat ist einfach, kompakt und verständlich, einfach für Benutzer zu verstehen und zu verwenden, die Entwicklung und Integration von Herstellern, um die Bildung von industriellen Steuerungsnetzwerken zu erleichtern.
Warum sollte man Modbus lernen?
Obwohl sich Modbus zu einem sehr ausgereiften Stadium entwickelt hat, ist Modbus aufgrund der Einfachheit seines Protokolls und der Anwendungsmerkmale, die sich auf verschiedenen Kommunikationsmedien leichter implementieren lassen, immer noch eine der häufigsten Verbindungsmethoden zwischen industriellen elektronischen Geräten. In gewisser Weise ist das Modbus-Kommunikationsprotokoll der Industriestandard für Kommunikationsprotokolle. In der heutigen Zeit des Internet der Dinge ist es wichtig, das weit verbreitete Modbus-Kommunikationsprotokoll zu verstehen und zu meistern.
Die folgende Abbildung zeigt die Geräteverbindung für ein Modbus RTU-Netzwerk.
Fachbegriffe
Die häufig verwendeten Fachbegriffe in der Modbus-Entwicklung sind die folgenden:
- Master: Master (Station) - Gerät
- Slave: von (Stationen) Geräten
- Client: Client, entsprechende Master-Gerät
- Server: Server, entsprechende Slave-Gerät
- ADU: Anwendungseinheit Application Data Unit
- PDU (Anwendungseinheit)
- MSB: signifikantstes Bit
- LSB: signifikantes Bit
- MBAP: Modbus Application Protocol
- PLC: Programmierbarer Logikcontroller (Programmable Logic Controller)
- RTU: Remote Terminal Unit
- SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition
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