СМИС Эксперт » Программное обеспечение » Протокол Modbus RTU его особенности и применение

Протокол Modbus RTU его особенности и применение

Modbus - это универсальный протокол, для обеспечения коммуникационной связи, широко используемый в промышленной автоматизации. Данный протокол обеспечивает связь по типу мастер-слейв, для него характерна простата, открытость и массовость. Именно благодаря этим особенностям данный протокол широко используется с 1979 года. Современная автоматизация выпускает большое количество датчиков, контроллеров и модулей, работающих на базе протокола Modbus RTU. Он позволяет обеспечивать качественное управление оборудованием и контроль за его бесперебойным функционированием  на предприятиях различного назначения.

Основные принципы протокола Modbus RTU

Главная особенность протокола заключается в том, что в структуре предусмотрено только одно главное устройство со статусом «master», задающее команды, а также имеются ведомые  со статусом «slaves». Взаимосвязь между мастером и слейвом осуществляется по инициативе мастера. То есть контролирующее устройство, в качестве него может выступать OPC сервер Modbus RTU, посылает сигнал или запрашивает получение данных от подчиненного слейва по типу: «запрос-ответ». Кроме того master может отправить запрос направленный сразу ко всем подчиненным слейвам, он предусматривает четкую команду и не подразумевает обратного ответа. При этом каждое сообщение от мастера, направленное к слейву представляет собой пакет данных, состоящий из адреса слейва, кода функции, данных  и контрольной суммы. Далее представлено подробное описание пакета протокола Modbus RTU на русском:

  • Адрес слейва. У каждого устройства, подключенного к сети Modbus, есть свой уникальный адрес или номер. Когда от устройства-мастера поступает сообщение, начинающееся с номером того или иного устройства, его электроника перехватывает сигнал и выполняет заданную команду. Таким образом, в системе не возникают конфликты. Адреса слейвов могут быть в диапазоне от 1 до 247.
  • Код функций - это то, какую команду должно выполнить устройство. Их диапазон находится в пределах от 1 до 127.
  • Данные. В этом интервале передается  информация для выполнения задачи, поставленной главным устройством.
  • Контрольная сумма. Этот блок необходим для обнаружения возможных ошибок в передаче запроса.

Передача сигналов в рамках протокола Modbus RTU

Описание того, как работает протокол Modbus RTU на конкретном примере можно увидеть ниже.

Сообщение к слейву начинает интервал тишины, его протяженность по времени составляет 3,5 символа, после него главное устройство (OPC Modbus RTU) транслирует адрес слейва. После последнего символа сообщение завершается интервалом тишины в 3,5 символа. Само сообщение передается непрерывно, если по какой-то причине в теле запроса от мастера возник интервал тишины в 1,5 символ, то слейв игнорирует данное сообщение как неполное, и посылает мастеру отчет об ошибке. Мастер может отправить слейву новое сообщение только после того, как будет выдержан необходимый интервал в 3,5 символа. Если устройство будет передавать следующий запрос раньше, то он будет воспринят слейвом как продолжение предыдущего запроса, и он также пошлет сигнал об ошибке CRC.

Сам протокол Modbus RTU предусматривает возможность передачи данных от мастера и прием значений от слейвов, также  при отсутствии отклика от зависимых устройств мастер воспринимает это как нарушение в их работе. Для полноценного использования данного протокола, которое подразумевает не только считывание значений, но и сигнализацию об ошибках и прекращении работы устройств мы рекомендуем установку модуля Modbus, работающего в составе программного комплекса OPC сервер «XPERT» производства СМИС Эксперт. Данный сервер создан для чтения/записи данных в рамках протокола Modbus, а также предусматривает подключение устройств и систем, работающих по другим протоколам. Это позволяет объединить в единую сеть все типы устройств, используемых на предприятии.

МОДУЛЬНЫЙ OPC SERVER «XPERT»

Модульный OPC сервер Xpert — это суперкомпактное SCADA-подобное приложение. Это ПО создавалось для работы в составе СМИС.

МОДУЛЬ «MODBUS»

Предназначен для работы с устройствами по протоколу Modbus.