بعض الأساسيات حول بروتوكول Modbus

انتقلت التحكم الصناعي من التحكم المستقل إلى المراقبة المركزية والتحكم المركزي ، وقد دخلت الآن عصر الشبكة ، وتوفر وحدات التحكم الصناعية المتصلة بالشبكة إدارة مريحة للشبكة. Modbus هي واحدة من بروتوكولات الشبكة لوحدات التحكم الصناعية.

مقدمة من بروتوكول اتصال Modbus

بروتوكول Modbus ، أولاً وقبل كل شيء ، من الفهم الحرفي ، يشمل وزارة الدفاع والحافلة جزأين ، أولاً وقبل كل شيء ، إنه حافلة ، أي بروتوكول الحافلة ، و I2C ، SPI مما يعني أن هناك مضيفين ، هناك عبيد ، هذه الأجهزة في نفس الحافلة.

يدعم Modbus سيدًا واحدًا ، عبيدًا متعددًا وما يصل إلى 247 جهاز عبودي. حول MOD ، نظرًا لأن هذا البروتوكول تم استخدامه لأول مرة في وحدات تحكم PLC ، فإن وحدات التحكم في Modicon PLC لتكون دقيقة ، وهو المكان الذي يأتي منه اسم mod-bus.

تم الحصول على Modicon لاحقًا بواسطة Schneider (Schneider) ، ويستخدم بروتوكول Modbus على نطاق واسع في وحدات التحكم الصناعية ، HMIs وأجهزة الاستشعار ، ومقبول تدريجياً من قبل الشركات المصنعة الأخرى ، ليصبح بروتوكول اتصال رئيسي للتواصل مع الأجهزة الطرفية.

ينتمي Modbus إلى طبقة التطبيق السابعة في نموذج مرجع OSI للطبقة 7- ، وهناك نوعان من طبقة ارتباط البيانات: استنادًا إلى بروتوكول التسلسل القياسي وبروتوكول TCP ، يمكن للطبقة الفعلية استخدام 3- الأسلاك 232 ، 2-} وغيرها من وسائط النقل.

بروتوكول Modbus هو وضع طلب/إجابة لعملية التفاعل ، ويبدأ المضيف طلب الاتصال ، ويستجيب العبد لطلب المضيف ، ولن يرسل العبد البيانات بنشاط عندما لا يتلقى طلب المضيف ، ولن يتواصل العبيد مع بعضهم البعض.

ميزات بروتوكول اتصال Modbus

(1) يمكن للمستخدمين القياسيين والمفتحين استخدام بروتوكول Modbus مجانًا ، ومثمرين أنه لا توجد حاجة لدفع رسوم الترخيص ، ولن ينتهك حقوق الملكية الفكرية.

(2) يمكن أن يدعم Modbus مجموعة متنوعة من الواجهات الكهربائية ، مثل RS -232 ، RS -485 ، إلخ. يمكن أيضًا نقلها عبر مجموعة متنوعة من الوسائط ، مثل الذروة الملتوية ، الألياف البصرية ، اللاسلكية وما إلى ذلك.

(3) تنسيق الإطار من Modbus بسيط ومضغوط وسهل الفهم. من السهل على المستخدمين استخدام البائعين.

أنواع البيانات Modbus 4

ينص بروتوكول Modbus على أنه يمكن تصنيف أنواع البيانات الخاصة بقراءة وكتابة إلى الأنواع الأربعة التالية وفقًا لسمات القراءة والكتابة والأنواع:

1. المدخلات المنفصلة (إدخال التقدير):1 بت ، قراءة فقط

2. لفائف (ملفات):1- بت ، القراءة والكتابة

3. سجلات المدخلات:16 بت ، قراءة فقط

4. عقد السجلات:16 بت ، قراءة/الكتابة.

إصدارات بروتوكول Modbus

توجد إصدارات من بروتوكول Modbus حاليًا للتسلسل والإيثرنت والشبكات الأخرى التي تدعم بروتوكول الإنترنت.

تتواصل معظم أجهزة Modbus عبر الطبقة الفعلية -485.

بالنسبة للاتصالات التسلسلية ، يوجد نوعان يختلفان قليلاً من حيث تمثيلات البيانات العددية المختلفة وتفاصيل البروتوكول. كلا المتغيرات تستخدم التواصل التسلسلي. يتابع تنسيق RTU مع الأوامر/البيانات مع اختبارات التكرار الدوري ، بينما يستخدم تنسيق ASCII اختبارات التكرار الطولية. العقد التي تم تكوينها لمتغير RTU لا تتواصل مع العقد التي تم تكوينها لمتغير ASCII والعكس بالعكس.

بالنسبة للاتصالات عبر TCP/IP (مثل Ethernet) حيث توجد متغيرات Modbus/TCP متعددة ، لا يتطلب هذا النهج حساب عمليات فحص.

بالنسبة لجميع بروتوكولات الاتصال الثلاثة ، تكون نموذج البيانات ومكالمات الوظائف متماثلة ، فقط التغليف مختلف.

يحتوي Modbus على نسخة موسعة ModbusPlus (Modbus+ أو MB+) ، ومع ذلك فإن هذا البروتوكول هو مملوك للموديكون ويختلف عن modbus. يتطلب معالجًا متخصصًا للتعامل مع دوران الرمز المميز عالي السرعة مماثل لـ HDLC. يستخدم كبل زوج ملتوية 1 ميجابت/ثانية ولديه عزل التحويل في كل عقدة ، وهو جهاز يستخدم التحويل/الحافة التي تؤدي إلى تشغيل الجهد/المستوى. يتطلب توصيل Modbus Plus بجهاز كمبيوتر واجهة خاصة ، عادةً لوحة تدعم حافلة ISA (SA85) أو PCI أو PMCIA.

لذلك عندما نشير إلى بروتوكول Modbus ، من المهم تحديد الوضع الذي هو عليه ، لا يزال هناك فرق كبير بين الأوضاع المختلفة.

تنسيق إطار بيانات Modbus

أول ما نحتاج إلى معرفته هو أن إطار بيانات Modbus العادي يحتوي على ما يلي: حقل العنوان + رمز الوظيفة + بيانات البيانات + Gream Checksum ، بالإضافة إلى تنسيق إطار Modbus هو نفسه بغض النظر عن إصدار البروتوكول المذكور أعلاه:

يشمل بشكل أساسي:

1. حقل العنوان:وهذا هو ، عنوان العبد الذي يمكن الوصول إليه من قبل السيد ، نطاقه 0 ~ 247

2. رمز الوظيفة:أي ما هو نوع العمليات التي يريدها السيد على العبد.

3. البيانات:إذا كان طلب Master هو قراءة البيانات ، فيجب أن يحتوي "البيانات" على المعلومات التالية: من أين تبدأ قراءة البيانات + مقدار البيانات التي يجب قراءتها. إذا كان طلب Master هو كتابة البيانات إلى العبد ، فيجب أن تحتوي "البيانات" على المعلومات التالية: من أين تبدأ كتابة البيانات + عدد بايت البيانات لكتابة + البيانات المحددة المراد كتابتها.

4. التحقق من الخطأ:من أجل ضمان صحة نقل البيانات ، يضيف بروتوكول Modbus فحص خطأ ثنائي البايت في نهاية إطار البيانات.

رمز وظيفة modbus

تحدد رموز دالة Modbus ، التي يتم كتابتها في إطار بيانات طلب المضيف ، ما إذا كان المضيف يقرأ أو يكتب ، ما إذا كان يقرأ لفائف أو كميات أو سجلات منفصلة ، سواء أكان سجلًا واحد أو سجلات متعددة ، وما إلى ذلك ، ونوع البيانات التي يطلبها المضيف.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من رموز الوظائف: رموز الوظائف العامة ورموز الوظائف المعرفة من قبل المستخدم ورموز الوظائف المحجوزة.

1. رموز الوظائف العامة

-رموز وظيفية محددة بشكل أفضل

-أن تكون GuAranteed فريدة من نوعها

-قابلة للتغيير من قبل منظمة Modbus

-قابلة للإثبات

-هشف اختبار المطابقة القابلة للاستخدام

-مثبت في MB IETF RFCS

-تحتوي على رموز الوظائف المعينة العامة المحددة ورموز الوظائف المحجوزة غير المعينة للاستخدام في المستقبل.

2. رموز الوظائف المعرفة من قبل المستخدم

هناك نطاقات تعريف رمز الوظيفة المعرفة من قبل المستخدم ، أي 65 إلى 72 و Decimal 100 إلى 110.

-يمكن للمستخدم تحديد وتنفيذ رمز دالة دون أي موافقة من منظمة Modbus.

-لا يضمن استخدام رمز الوظيفة المحددة ليكون فريدًا.

-إذا أراد المستخدم إعادة تعيين الوظيفة كرمز دالة عامة ، فيجب على المستخدم بدء RFC من أجل إدخال التغيير في التصنيف العام وتعيين رمز دالة عامة جديدة.

3. رموز الوظائف المحجوزة

-رموز الوظيفة التي تستخدمها بعض الشركات بشكل شائع للمنتجات القديمة وليست صالحة للاستخدام العام.

الفعلي الأكثر استخدامًا هو رموز الوظائف الأربعة في رموز الوظائف العامة: 03/04/06/10

0 x03: اقرأ سجلات عقد متعددة

0 x04: قراءة سجل الإدخال

0 x06: اكتب سجلات عقد واحد

0 x10: اكتب سجلات عقد متعددة

نظرًا لأن PLC يتحكم بشكل رئيسي في جهات الاتصال ، يتم أيضًا قراءة الملفات (الملفات) بشكل متكرر وكتابتها على PLC. هنا بحاجة إلى إيلاء اهتمام خاص إلى نقطة واحدة هي: اكتب سجلات Hold ، والحاجة إلى التمييز بين {{0}} x 0 6 اكتب سجلًا فرديًا و 0x10 اكتب سجلات متعددة ، بينما لا تقرأ سجلات القراءة بين القراءة ، لا تتمثل في القراءة المتعددة ، عندما تحتاج إلى قراءة واحدة إلى القراءة.