СМИС Эксперт » Программное обеспечение » Протокол Modbus TCP и его реализация

Протокол Modbus TCP и его реализация

Modbus TCP представляет собой один из четырёх основных протоколов Modbus, который передает данные через TCP/IP соединение.

Протокол Modbus TCP обеспечивает обмен сообщениями между клиентами и сервером, при реализации данной модели передачи информации возможно только два типа сообщений: вопрос и ответ. В норме каждому запросу должен соответствовать свой ответ. В обмене сообщениями могут участвовать только 3 типа устройств:

  • сервер;
  • клиенты (ведомые устройства);
  • устройства, обеспечивающие связь между элементами системы.

В системе, реализующей протокол Modbus TCP IP, может быть только одно ведущее устройство со статусом master, которое направляет команды и по очереди опрашивает все ведомые устройства. В качестве ведущего устройства выступает OPC Modbus TCP server.

Описание протокола Modbus TCP

Протокол Modbus TCP работает по следующему принципу: OPC Modbus TCP server со статусом master направляет сообщение ведомому устройству, затем к нему через заданный промежуток времени поступает ответ. Если ответ не получен, то сервер автоматически считает, что устройство вышло из строя или случилась другая неполадка и сигнализирует об этом. В качестве сервера обычно выступает компьютер, который инициирует передачу данных устройствам по заранее заданному алгоритму.

Среди 4-х разновидностей протоколов Modbus протокол Modbus TCP обеспечивает возможность передавать сигналы устройствам по сети Ethernet. Если вы планируете обеспечивает связь таким образом, то внедрение протокола Modbus необходимо. В качестве ведомых устройств в системе можно перечислить такие элементы как контроллеры, датчики и регуляторы. При нормальном функционировании они быстро откликаются на запросы ведущего устройства, однако самостоятельно инициировать передачу данных не могут и вынуждены ждать опрос от мастера, чтобы передать информацию о возможных проблемах. Несмотря на зарубежное происхождение протокола Modbus TCP описание протокола во всех подробностях доступно на русском, и он широко применяется в системах контроля на предприятиях разного назначения.

Структура обмена данными по протоколу Modbus TCP

Для обмена Modbus-сообщениями по физическим линиям связи устройство-master в каждом сообщении указывает адрес того или иного устройства (слейв), находящегося в сети, а также назначение и характер запроса. Таким образом, формируется пакет ADU, структура такого пакета для протокола Modbus TCP включает в себя:

  • ID обмена. Хотя изначально подразумевается, что статус для каждой операции будет уникальным, на практике это обычно два нуля. Если мастер направляет устройству несколько последовательных запросов, ID меняется.
  • ID протокола. Также два нуля.
  • Длина пакета. Младший и старший байт.
  • Адрес слейва. Адрес устройства, которому предназначена команда.
  • Код функции. Собственно требование от ведущего устройства к ведомому для выполнения конкретной операции: «запись», «чтение» и т.д.
  • Данные. Информация, которая нужна для выполнения команды.

Функции Modbus OPC Server

Назначение OPC сервера Modbus сводится к обеспечению связи с устройствами по каналам RTU, ASCII и TCP. Сам OPC сервер Modbus является Виндовс-приложением, которое устанавливается на компьютер. Теперь он может реализовать функции ведущего устройства. OPC Modbus TCP server направляет команды слейвам по чтению и записи данных.

Модуль Modbus СМИС Эксперт может поддерживать протоколы RTU, ASCII и TCP. OPC сервер Modbus TCP выполняет три ключевые функции:

  • Чтение/запись значений полученных от слейв-устройств в каналы базового приложения;
  • Передача команд от master-устройства к подключенным клиентам;
  • Определение работоспособности слейвов.

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.