Modbus представляет собой самый популярный и распространенный стандарт, который широко используется в промышленности для обмена данными и контроля устройств, подключенных к системе. Данный протокол обеспечивает работу по типу «master-slave», где предусмотрено одно ведущее устройство, отправляющее команды, и определенное количество ведомых. Так в качестве ведущего устройства в системе, управляемой протоколом Modbus может быть использован стандартный ПК или мини-ПК, например, Raspberry PI. Что же касается ведомых устройств, то в качестве них в системе выступают разнообразные датчики и контроллеры, среди которых особое место занимает семейство микроконтроллеров, поддерживающих протокол Modbus – Arduino. Обсудим подробнее, как эти устройства можно использовать совместно с протоколом Modbus на промышленных предприятиях, каковы их преимущества и недостатки, а также то, как они могут работать в составе OPC сервера «Xpert».

Протокол Modbus и Arduino

Протокол Modbus приобрел широкую популярность благодаря своей открытости, простоте и доступности. Сегодня миллионы устройств, как на промышленных предприятиях, так и в обычных домах работают, используя этот протокол. Благодаря внедрению этого протокола все устройства, подключенные к нему, могут «общаться» друг с другом через ядро центрального компьютера. При этом существует несколько стандартов для данного протокола, среди них ASCII, RTU и TCP. Для обеспечения связи по этим протоколам через OPC сервер «Xpert» создан специальный модуль «Modbus».

Arduino – это микроконтроллеры с открытой архитектурой. Это означает, что производить подобные контроллеры и модернизировать их могут самые разные производители. Благодаря этому существует огромное разнообразие устройств Arduino и они широко применяются в различных сферах.

Arduino RS485 Modbus

При работе контроллера Arduino в системе Modbus RTU он может использоваться в качестве slave, а при некоторых модернизациях также выполнять в системе роль master. В первом случае для работы Arduino эффективно использовать канал связи RS485 по протоколу Modbus. Для стабильной работы Modbus RTU с устройствами Arduino понадобится библиотека, в которой будут храниться все данные, полученные в процессе работы. В качестве master в такой системе может выступать обычный компьютер, или же в систему Modbus RTU можно внедрить миникомпьютер Raspberry, однако такая система может взять на себя сравнительно небольшую нагрузку, поскольку возможности микрокомпьютеров сегодня несколько ограничены. В то же время миникомпьютеры привлекают все больше внимания, благодаря следующим преимуществам:

• низкая цена;
• возможность использовать в одной системе сотни миникомпьютеров;
• кроссплатформенность, которая позволяет интегрировать их в систему под управлением практически любой ОС

Схема соединений для RS485:
Необходимо просто подключить линии А и В адаптера USB-RS485 с такими же линиями платы. Линии Z и Y не используются в нашем случае. Для больших расстояний рекомендуется использовать витую пару.

Управление устройствами про протоколу Modbus в составе ОРС сервера «Xpert» Протокол Modbus обеспечивает передачу данных, используя TCP/IP. В этом плане устройства Arduino достаточно гибкие и могут успешно интегрироваться в Modbus TCP/IP. Качественное подключение и работу устройств Аrduino в сети Modbus TCP в составе ОРС сервера «Xpert» обеспечивает специально разработанный модуль «Modbus».

Возможности модуля «Modbus»:

• обеспечение обмена данными между master и slave;
• получение информации о работоспособности каждого устройства;
• запись и хранение считанных с устройств значений;
• передача команд от ядра к зависимым устройствам

Стоит учесть, что протокол Modbus является одним из самых распространенных, но не единственным протоколом, который задействуется для контроля и поддержания работы устройств на промышленных и других объектах. Поэтому для того, чтобы связать все разрозненные системы воедино был создан ОРС сервер «Xpert», который представляет собой центральное ядро, обеспечивающее связь модулей, работающий на основании различных протоколов. Система способна распознавать большое количество сигналов и не требует перенастройки при внедрении в неё нового модуля. Установка ОРС сервера «Xpert» - это выгодное решение для единого контроля и эффективного использования всех систем предприятия.