Протокол ModBus в промышленных маршрутизаторах

1. Введение
Modbus — это протокол запроса-ответа, основанный на архитектуре ведущий/ведомый или клиент/сервер. В отношениях ведущий-ведомый связь происходит парами. Устройство должно инициировать запрос, а затем ждать ответа. Инициирующее устройство (называемое ведущим) отвечает за инициирование каждого взаимодействия. Обычно ведущим устройством является система HMI или SCADA, а ведомыми устройствами — датчики, программируемые логические контроллеры (ПЛК) или программируемые контроллеры автоматизации (ПАК). В стандартной сети Modbus есть одно ведущее устройство и до 247 ведомых устройств. Каждое ведомое устройство имеет уникальный адрес ведомого устройства от 1 до 247. 2. Протокол Modbus в деталях
В настоящее время протокол modbus в основном используется для последовательных и Ethernet. Для последовательных соединений он подразделяется на modbus RTU и mobus ASCII, которые немного отличаются по данным и протокольным деталям. Для Ethernet-соединений используется modbus TCP.
2.1 Режимы передачи данных Modbus
1) Modbus RTU используется для последовательной связи и использует двоичные данные для протокольной связи. Формат RTU использует циклические контрольные суммы избыточности в качестве механизма проверки ошибок для обеспечения надежности данных. Modbus RTU является наиболее распространенной реализацией Modbus. Сообщение Modbus RTU должно передаваться непрерывно по одному за раз без межсимвольных пауз. Сообщения Modbus разделяются периодами простоя (молчания).
2) Modbus ASCII также используется для последовательной связи, используя символы ASCII для протокольной связи. Формат ASCII использует продольную избыточную контрольную сумму. Сообщения Modbus ASCII идентифицируются двоеточием (':') и завершающим переводом строки (CR/LF) в качестве заголовка и нижнего колонтитула.
3) Modbus TCP используется для сетевой связи TCP/IP по Modbus, подключаясь к порту 502. Не требуется вычислять контрольные суммы, поскольку TCP/IP уже обеспечивает защиту контрольных сумм на базовом уровне.
2.2 Различия между Modbus ASCII, RTU, TCP
Modbus RTU и Modbus ASCII используют один и тот же протокол. Единственное отличие заключается в том, что передаваемые байты представлены в двоичном виде в RTU и в виде читаемого текста в ASCII. Обратите внимание, что сообщения RTU не имеют флага начала текста, а получатель сообщения использует «тихое» время для определения начала нового сообщения, тогда как в ASCII есть флаг начала текста. Двоичные сообщения короче, чем ASCII, поэтому теоретически RTU быстрее передает/принимает, чем ASCII.
Modbus TCP в основном можно понимать как протокол Modbus RTU, передаваемый по Ethernet TCP/IP. Структуры данных Modbus определяются с использованием прикладного уровня протокола TCP/IP. Протокол TCP используется для обеспечения корректного приема и отправки данных, тогда как протокол IP содержит информацию об адресе и маршрутизации. Команды Modbus TCP передаются по протоколу TCP/IP. Команды Modbus RTU упакованы для передачи. Преимуществом Modbus TCP является возможность использования универсальных устройств Ethernet.
3. Приложения ModBus в сетевых устройствах Jincan
Устройства DTU, RTU и промышленные маршрутизаторы Jincan Network могут поддерживать протокол ModBus для сбора данных с датчиков или устройств, загружаемых на удаленный сервер через сеть связи 5G/4G, а также поддерживать сквозную передачу и преобразование протоколов.