كمحترفين في مجال التحكم الصناعي، من المحتمل أن تكون على دراية ببروتوكول الاتصالات Modbus. يمكن القول إنه بروتوكول الاتصال الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في مجال الأتمتة الصناعية. إن انفتاحه وقابليته للتوسع وتوحيده جعله معيارًا صناعيًا عالميًا.
أعتقد أن مزايا بروتوكول Modbus غنيّة عن القول. الغرض من هذه المقالة في المقام الأول هو مناقشة عيوب بروتوكول Modbus.
كل شيء له جانبان، ولكل بروتوكول عيوبه. حقيقة أن Modbus له عيوب لا تعني أنه بروتوكول سيئ؛ أتمنى أن ينظر الجميع لهذا الأمر بعقلانية.
1. القيود المفروضة على كمية البيانات التي يمكن قراءتها
يوضح الرسم البياني التالي تنسيق البيانات لرمز وظيفة بروتوكول Modbus RTU 03:
كما هو موضح في الشكل، فإن عدد البيانات (عدد البايتات) التي يتم إرجاعها بواسطة المحطة التابعة هو بايت واحد فقط.
نظرًا لأن عدد البايتات يشغل بايتًا واحدًا فقط، عند قراءة سجلات الإدخال/التعليق، يمكن قراءة 127 سجلًا كحد أقصى في المرة الواحدة. في التطبيقات التي تحتوي على كميات كبيرة جدًا من البيانات، يلزم إجراء عمليات قراءة متعددة لاسترداد جميع البيانات، مما يؤدي حتماً إلى تقليل كفاءة الاتصال.
2. عدم وجود دعم للكتابة إلى بتات التسجيل الفردية
من بين رموز وظائف Modbus الثمانية شائعة الاستخدام، لا توجد وظيفة محددة للكتابة إلى البتات الفردية داخل السجل. ولذلك، عندما نحتاج إلى تعيين أو مسح جزء معين في السجل، تصبح العملية مرهقة للغاية.
هناك بشكل عام طريقتان للتعامل مع هذا:
النهج الأول: يجب علينا أولاً قراءة قيمة السجل، ثم معالجة جزء محدد من تلك القيمة، وأخيرًا كتابة القيمة المعدلة مرة أخرى. ويتطلب ذلك رحلتين ذهابًا وإيابًا-لاستكماله، وهو غير آمن من وجهة نظر معينة.
الطريقة الثانية: يمكننا التعامل مع البت الواحد كسجل منفصل، حيث كتابة 1 يمثل صحيح وكتابة 0 يمثل خطأ. يمكن تنفيذ هذه الطريقة في تفاعل واحد، ولكنها تهدر قدرًا كبيرًا من مساحة الذاكرة.
تم إنشاء بروتوكول Modbus في عام 1979 ويستخدم الآن في عشرات الآلاف من الأجهزة. أعتقد أن مخترعيها كانوا بالتأكيد على علم بهذه المشكلات، لكنهم لم يتمكنوا من تنفيذ حل موحد.
ربما في يوم من الأيام سيتمكن بروتوكول Modbus من حل هاتين المشكلتين...
قد يجادل البعض بأن بروتوكول Modbus به ثغرات أمنية. ومع ذلك، باعتباره بروتوكولًا مصممًا للتطبيقات الميدانية الصناعية، فإن غرضه الأساسي هو تسهيل تبادل البيانات. في بيئة غير متصلة بالإنترنت، لا يوجد أي ضرر إذا لم يكن هناك هجوم.