Modbus protocol的历史和应用领域

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Modbus protocol的历史和应用领域
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什么是 Modbus® Protocol?

Modbus protocol是由 Modicon 于 1979 年开发的一种メッセージ传递構造。它用于在スマートデバイス之间建立クライアント側は-サーバー·サーバー通信。它是一种事实上的標準,真正开放,并且是工业制造环境中最广泛使用的网络协议。数百家供应商已在数千种不同的デバイス上实施了它,用于在控制デバイス之间传输离散/模拟 I/O 和レジスタのデータ。它是不同制造商之间的共通语言或共同的公共標準。一份报告将其称为"多供应商集成的事实標準"。業界分析师报道在北美和欧洲单独拥有 700 万个 Modbus 节点。

Modbus® 用在哪里?

Modbus 在多个クライアント側は-サーバー·サーバー应用中用于モニタリング和プログラミングデバイス;用于スマートデバイス、センサーは和仪器之间的通信;用于使用 PC 和人机界面监视现场デバイス。Modbus 也是需要无线通信的 RTU 应用的理想协议。因此,它被广泛应用于无数的天然气、石油和变电站应用。但 Modbus 不仅仅是一种工业协议。建筑、基础设施、交通和能源应用也充分利用其优势。

什么是 Modbus TCP/IP Protocol?

TCP/IP 是互联网的常见传输协议,实际上是一组分层协议,提供了机器之间的可靠データ传输机制。Ethernet 已成为公司企业系统的事实標準,因此它也成为了工厂网络的事实標準。Ethernet ではない一种新技术,它已经成熟到可以实施这种网络ソリューション的成本与当今的现场バス相当。为了将 Modbus 带入 21 世纪,于 1999 年制定了一个开放的 Modbus TCP/IP 规范。该プロトコルの仕様和实施ガイド可供下载(www.modbus.org/specs)。

将功能丰富、可扩展且无处不在的物理网络(Ethernet)与通用网络標準(TCP/IP)以及厂商中立的データ表示结合起来,Modbus 为进程データ交換提供了一个真正的开放、可アクセス的网络。对于サポート TCP/IP 套接字的任何デバイス来说,它都很容易実装。

Modbus TCP/IP 用在哪里?

Modbus TCP/IP 由于其开放性、简单性、低成本开发以及サポート它所需的最低硬件而变得无处不在。市场上有数百种 Modbus TCP/IP device,每年还在开发もっと見る。它用于デバイス之间交換信息、监视它们并对其进行プログラミング。它还用于管理分布式 I/O,是此类デバイス制造商首选的协议。

なぜか。应该使用 Modbus TCP/IP?

在選択デバイス的网络时,Modbus TCP/IP 提供了几个显著的优势:

  • 简单性: Modbus TCP/IP 只是在 Modbus 命令セット周围包装 TCP/IP。もし您已经有 Modbus 驱动程序并且了解イーサネット(イーサネット)和 TCP/IP 套接字,您可以在几小时内启动并与 PC 进行通信。开发成本異常低。只需最少的硬件,可以在任何オペレーティングシステム下轻松进行开发。
  • 標準イーサネット(イーサネット): 无需特殊芯片组,您可以使用標準 PC イーサネット(イーサネット)卡与您新实施的デバイス进行通信。随着イーサネット(イーサネット)的成本降低,您从硬件价格降低中受益,性能从 10 Mb to 100 Mb 甚至不久后的 1 Gb 改善,あなたの技术也随之提升,保护了あなたの投资。您不再受限于供应商的サポート,而是从全球数千名开发人员那里获得了サポート,他们正在将イーサネット(イーサネット)和互联网变成未来的网络工具。这个努力还得到了时机恰当的补充,即为 Modbus TCP/IP 协议分配了著名的イーサネット(イーサネット)ポート 502。
  • 开放性: Modbus protocol在 2004 年从シュナイダー电气转移到 Modbus 组织,标志着开放性的承诺。规范可無料ダウンロード,使用 Modbus 或 Modbus TCP/IP 协议必要なし。后续的许可费。附加的サンプルコード、実装例和诊断信息可以在 Modbus TCP 工具包上获得,这是 Modbus 组织成员的無料福利,也可供非会員购买。
  • 许多デバイス可用: 不同供应商的デバイス之间的互操作性和对大量已インストール的サポート Modbus 兼容デバイス的兼容性使 Modbus 成为极佳的選択。

如何実装 Modbus TCP/IP device?

要実装 Modbus® TCP/IP device,可以从网站下载 Modbus TCP/IP プロトコルの仕様和 Modbus TCP/IP implementationガイド。您还需要了解如何实施 TCP 驱动程序的基础知识。要测试あなたの驱动程序,您需要至少两台デバイス:一个サーバー·サーバー和一个クライアント側は,用于交換信息。这可以是两台使用標準イーサネット(イーサネット)卡相互通信的 PC,也可以是一台 PC 与一个エンベデッド·イン微型計算机上的センサーは或デバイス进行通信。

我可以在互联网上使用 Modbus TCP/IP 吗?

Modbus TCP/IP 是一种互联网协议。TCP/IP 作为互联网的传输协议意味着 Modbus TCP/IP 可以在互联网上使用。它被设计用于実装这一目标。在实际操作中,这意味着インストール在欧洲的 Modbus TCP/IP デバイス可以从世界任何地方経由互联网进行寻址。这对于デバイス供应商或最终用户的影响是无穷无尽的。使用 PC 和浏览器远程维护和修理デバイス可以降低サポート成本并提高客户服务。从家中ログイン到工厂的控制系统,使维修エンジニア最大程度地提高工厂的正常运行时间并减少在现场的时间。使用商业可用的互联网/内联技术,管理地理分布式系统变得容易。

现有的 Modbus デバイス能够与 Modbus TCP/IP 通信吗?

由于 Modbus TCP/IP 只是具有 TCP 封装的 Modbus protocol,因此现有的 Modbus デバイス非常简单地能够経由 Modbus TCP/IP 进行通信。需要使用ゲートウェイデバイス将当前物理層は(RS232、RS485 または他の)转换为イーサネット(イーサネット),将 Modbus protocol转换为 Modbus TCP/IP。这样的ゲートウェイデバイス可以使用 PC 実装。商业产品可以从多家不同制造商处获得。Modbus 設備のデータベースの種類可以帮助您识别ゲートウェイ和其他 Modbus device。

我可以期望从 Modbus TCP/IP 系统中获得什么性能?

性能取决于网络和硬件。もし在互联网上运行 Modbus TCP/IP,则不会比典型的互联网応答時間更好。但是,对于デバッグ和维护目的的通信来说,这可能是完全足够的,并且可以避免您不得不在周日早上坐飞机或前往现场的情况。

对于具有高速イーサネット(イーサネット)スイッチ交換機以保证性能的高いパフォーマンスを企业内部网络来说,情况完全不同。在理论上,Modbus TCP/IP 可以在大规模レジスタ传输时以高达 250/(250+70+70) 或约 60% 的效率传输データ。由于 10BaseT イーサネット(イーサネット)可传输约 1.25 Mbps,理论吞吐量为 1.25M/2 * 60% = 每秒 360,000 register,而 100BaseT 速度高出 10 倍。

这假设您正在使用可以像可用带宽一样快速提供イーサネット(イーサネット)服务的デバイス。施

耐德电气进行的实际测试使用具有イーサネット(イーサネット) I/O 的 MOMENTUM™ Ethernet PLC,演示了每秒可以扫描多达 4000 个 I/O 基数,每个 I/O 基数最多具有 16 个 12 位模拟 I/O 或 32 个离散 I/O。一毫秒内可以更新四个基数。尽管这低于上面計算的理论限制,但请记住,经测试的デバイス仅以 50 MHz 运行的 80186 CPU,并具有 3 MIPS 的有效計算能力(与 500 MHz 、700 MIPS 的奔腾相比)。然而,这些结果比迄今为止使用专有 I/O 扫描方法的速度要快。随着低端 CPU 的成本降低,像 Momentum タイプデバイス将逐渐接近理论限制,尽管它们永远不会达到它,因为极限将继续被推得更远,例如 1 千兆イーサネット(イーサネット)、10 千兆イーサネット(イーサネット)等。与其他现场バス不同,它们天生被困在一个速度上。

如何获得 Modbus 和 Modbus TCP/IP 的サポート?

もし您已购买サポート任何タイプ Modbus protocol的产品,请联系该产品的供应商寻求サポート。もし您有について Modbus protocol的一般問題,请使用 Modbus 讨论论坛来取得答案。Modbus 组织目前尚未提供テクニカルサポート。

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