מהו פרוטוקול Modbus?

תכונות פרוטוקול Modbus

הסיבות העיקריות לכך ש-Modbus נמצא בשימוש נרחב יותר מפרוטוקולי תקשורת אחרים הן:

• פורסם בפומבי וללא דרישות זכויות יוצרים
• קל לפריסה ולתחזוקה
• עבור ספקים, אין הגבלות רבות על שינוי ביטים או בתים מקומיים לנייד

Modbus מאפשר לחבר מספר התקנים (כ-240) באותה רשת כדי לתקשר. למשל מכשיר שמודד טמפרטורה ולחות ושולח את התוצאות למחשב. במערכת בקרת רכישת נתונים וניטור (SCADA), בדרך כלל משתמשים ב-Modbus לחיבור מחשב הניטור ומערכת בקרת המסוף המרוחקת (RTU).

איך עובד מודבוס?

Modbus הוא מצב תקשורת מאסטר/עבד עם תחנת מאסטר אחת. יכולה להיות רק תחנת מאסטר אחת ברשת Modbus, ולתחנת האב אין כתובת ברשת Modbus. טווח הכתובות של תחנת העבדים הוא 0-247, כאשר 0 היא כתובת השידור. טווח הכתובות בפועל של תחנת העבדים הוא 1-247. ניתן להעביר פרוטוקול סטנדרטי לתקשורת Modbus באמצעות שיטות שידור שונות, כגון RS232C, RS485, סיבים אופטיים, רדיו וכו'.

ל- Modbus שני מצבי שידור טוריים, ASCII ו-RTU. הם מגדירים דרכים שונות לארוז ולפענוח נתונים. התקנים התומכים בפרוטוקול Modbus תומכים בדרך כלל בפורמט RTU. שני צדדי התקשורת חייבים לתמוך באחד מהמצבים לעיל בו-זמנית.

האמור לעיל הוא ההגדרה הרשמית, בואו נשתמש במילים רגילות כדי להסביר:

זהו למעשה פרוטוקול התקשורת, וכל פרוטוקול דומה. ישנם רק שני פורמטי תקשורת ומפרטי תקשורת.

אם תרצו, תוכלו גם להגדיר מפרט תקשורת בעצמכם. השתמש בשפת PLC או VB כדי לעבד לפי מפרט זה שהוגדר על ידי עצמך. אם האמינות עולה על Modbus, אז מפרט התקשורת שלך הוא הפופולרי ביותר!

ההבדל והחיבור בין RS 485 ו- MODBUS

לעתים קרובות אני רואה RS485 ו- MODBUS כתובים יחד, ו Sino-Inst ידבר איתך על ההבדל והחיבור בין RS485 ו- MODBUS.

RS485 הוא ממשק פיזי, שהוא פשוט חומרה.

MODBUS הוא פרוטוקול תקשורת סטנדרטי בינלאומי המשמש להחלפת נתונים בין מכשירים של יצרנים שונים (בדרך כלל למטרות תעשייתיות); ניתן להבין את מה שנקרא פרוטוקול גם כ"שפה" שמישהו אמר למעלה, או פשוט תוכנה.

בנסיבות רגילות, שני התקנים משדרים נתונים באמצעות פרוטוקול MODBUS: RS232C שימש לראשונה כממשק החומרה, (כלומר, יציאת התקשורת הטורית (יציאה טורית) במחשב רגיל). יש גם RS422, ויש גם RS485 בשימוש נפוץ. ממשק זה מרחק השידור ארוך, והוא משמש לעתים קרובות בסצנות תעשייתיות כלליות.

פרוטוקול MODBUS מחולק לשלושה מצבים: MODBUS RTU, MODBUS ASCII ו- MODBUS TCP שפותח מאוחר יותר.

ממשקי החומרה הפיזיים המשמשים את שני הראשונים (MODBUS RTU, MODBUS ASCII) הם יציאות תקשורת טוריות (טוריות) (RS232, RS422, RS485).

ו- MODBUS TCP אמור להתאים למגמת הפיתוח של העולם כיום. כל דבר יכול להיות מחובר באמצעות Ethernet או אינטרנט כדי להעביר נתונים.

ממשק החומרה של מצב MODBUS TCP הוא יציאת ה-Ethernet (Ethernet), שהיא יציאת הרשת המשמשת בדרך כלל במחשב שלנו.

אנו מחלקים רשתות תעשייתיות לשלוש קטגוריות: רשת RS485, רשת HART ורשת אוטובוסי שטח.

רשת HART

HART הוא תקן אוטובוס מעבר שהוצע על ידי אמרסון. הוא מציב בעיקר אות דיגיטלי על גבי אות זרם של 4-20 mA.

השכבה הפיזית משתמשת בטכנולוגיית מפתחות העברת תדרים של BELL202. על מנת לממש את הפונקציות של כמה מטרים חכמים. אבל ההסכם הזה הוא לא סטנדרט פתוח באמת, ואתה צריך להצטרף לקרן שלו כדי לקבל את ההסכם. חלק מעלות ההצטרפות לקרן.

הטכנולוגיה נמצאת בעיקר במונופול של כמה חברות זרות גדולות, ובשנתיים האחרונות, כמה חברות מקומיות החלו לעשות זאת שוב. אבל זה עדיין לא הגיע לרמה של חברות זרות.

כיום, חלק גדול מהמונים החכמים מצוידים בו כרטיסי HART עגולים ולכולם יש תקשורת HART פונקציה.

אבל מנקודת המבט הביתית, חלק זה של הפונקציה לא ממש בשימוש, לכל היותר הוא משמש רק כדי להגדיר את הפרמטרים של מתקשר כף היד. הכלי החכם HART לא מילא את תפקידו הראוי, והוא לא חובר לאינטרנט לצורך ניטור ציוד.

בטווח הארוך, בשל הנמוך קצב התקשורת של HART, הרשת קשה וסיבות אחרות. היקף הרכש של מכשירי HART יחווה מגמת ירידה.

עם זאת, מכיוון שלמכשירי HART יש היסטוריה של יותר מעשר שנים, מספר המכשירים המותקנים גדול מאוד. עבור חלק ממשלבי מערכות, עדיין יש הרבה מקום לשימוש.

רשת Fieldbus

טכנולוגיית Fieldbus היא אחד ממוקדי הפיתוח הטכנולוגיים בתחום האוטומציה כיום. ידוע בתור רשת המחשבים המקומית בתחום האוטומציה. המראה שלו מסמן את תחילתו של עידן חדש של טכנולוגיית בקרת אוטומציה.

Fieldbus היא רשת תקשורת דיגיטלית טורית מרובת תחנות המחברת בין המכשירים המותקנים באתר הבקרה לבין ציוד הבקרה המותקן בחדר הבקרה. סמל המפתח הוא היכולת לתמוך בתקשורת דיגיטלית דו-כיוונית, מרובה צמתים, בסגנון אפיק.

בשנים האחרונות הפכה טכנולוגיית fieldbus לנקודה חמה בפיתוח האוטומציה והמכשור בעולם. המראה של רשת ה-fieldbus הוא שינוי מהפכני במבנה מערכת הבקרה המסורתית. מערכת הבקרה האוטומטית היא זו שנעה בכיוון של מודיעין, דיגיטציה, מידע, רשתות וביזור. צור סוג חדש של רשת משולבת מערכת בקרה מבוזרת במלואה - Fieldbus Control System FCS (Fieldbus Control System).

עם זאת, סטנדרטים שונים של אוטובוס שדה נוכחי קיימים במקביל ויש להם אזורי הישרדות משלהם. עדיין לא היה סטנדרט מאוחד באמת. המפתח הוא שאנחנו לא יכולים לראות מתי יווצר תקן מאוחד, והטכנולוגיה לא בשלה מספיק.

בנוסף, סוגי מכשירי השדה-בוס עדיין קטנים יחסית, והמקום לבחירה קטן, והמחיר גבוה יחסית. מנקודת המבט של משתמשי הקצה, רובם עדיין נמצאים בצד. אני רוצה לחכות עד שהטכנולוגיה תהיה בשלה ולשקול את זה, אבל עכשיו יש מעט יישומים.

רשת RS485

RS485/MODBUS היא דרך פופולרית לפריסת רשת. המאפיין שלו פשוט ונוח ליישום. ועכשיו ישנם מכשירים רבים התומכים ב-RS485, במיוחד בתעשיית הנפט.

RS485/MODBUS פשוט שולט בעולם. גם ספקי המכשירים הנוכחיים עברו לתמוך ב-RS485/MODBUS. הסיבה פשוטה, כמו מכשיר HART המקורי, קשה מאוד ויקר לקנות יציאת המרה. ממשק ההמרה RS485 הוא הרבה יותר זול ויש לו מגוון רחב.

לפחות בשוק הנמוך, RS485/MODBUS עדיין תהיה שיטת הרשת החשובה ביותר, והיא לא תשתנה בשנתיים-שלוש האחרונות.

תכונות של לולאת זרם של 4-20mA ותקשורת RS485 (פרוטוקול Modbus RTU) רכישת נתונים

מאפייני רכישת נתונים בלולאת זרם של 4-20mA

השתמש בלחץ, משדר טמפרטורה ומודול רכישה נוכחית (RTU) או כרטיס רכישה באתר לצורך רכישת נתונים ולאחר מכן לתקשר ולשדר עם המחשב התעשייתי. למערכת רכישת הנתונים המשתמשת במכשיר לולאת זרם של 4-20mA יש את המאפיינים הבאים:

1. הבנייה מסובכת, יש להטמין מראש כבלי נתונים, מספר הכבלים גדול ותקופת הבנייה ארוכה.
2. מסוף המחשב צריך כרטיס רכישה נוכחי או מודול רכישת נתונים
3. פעולות החלפה ותחזוקה מסובכות, הרחבה מטרידה
4. דיוק רכישת נתונים בלולאת זרם של 4-20mA נמוך, והשגיאה מגיעה ממכשיר פלט של 4-20mA וכרטיס רכישה (או מודול רכישת נתונים)

מאפייני רכישת נתונים של תקשורת RS485 (פרוטוקול Modbus).

השתמש במונים חכמים, משדרים, מפעילים וכו' עם תקשורת RS485 כדי לתקשר ישירות עם היציאה הטורית של המחשב התעשייתי. השימוש במערכת רשת מדי חיישן תקשורת RS485 תקשורת דיגיטלית יש את המאפיינים הבאים:

1. מורכבות הבנייה מצטמצמת, יש להטמין מראש כבלי נתונים, מספר הכבלים קטן ותקופת הבנייה מצטמצמת.
2. למסוף המחשב צריך רק ממיר RS485/RS232 מבודד
3. קל להחלפה ולתחזוקה, וקל להרחבה
4. דיוק רכישה גבוה, מבטל את השגיאה של RTU, שגיאת המערכת מגיעה רק מהמשדר עצמו
5. לתקשורת RS485 יש יציבות שידור טובה ופחות תחזוקה של הרשת
6. עלות השימוש מופחתת מאוד|
7. מרחק התקשורת המרבי של RS485 הוא 1200 מטר

שידור תקשורת RS485 של מד זרימה אלקטרומגנטי פרוטוקול Modbus

ממשק העברת נתוני התקשורת RS485 של מד הזרימה האלקטרומגנטי הוא חצי דופלקס. הקצב הסטנדרטי גדול מ-250kHz. זמן המרת כיוון התקשורת הוא 3.5 us. בדרך כלל ניתן לחבר עומס 16 כיוונים. ניתן להרחיב אותו גם ל-32 ערוצים. כבל זוג מעוות מסוכך סטנדרטי הוא 1000 מטר. השתמש בתקשורת רב-מכונות מאסטר-עבד. כאשר מספר מדי זרימה אלקטרומגנטיים מחוברים זה לזה. זה יכול לחסוך קווי אות ולהקל על שידור מהיר.

לתקשורת RS-485 יש הפרעות טובות נגד רעשים. מרחק שידור ארוך ויכולת ריבוי תחנות. לא ישפיע על סנכרון של נתונים באתר ומרוחק עקב כשל ב-PLC.

עם זאת, מד הזרימה האלקטרומגנטי חייב להיות בעל ממשק 485 ולתמוך בפרוטוקול MODBUS RTU.

על מנת לשמור על יציבות, עדיף להשתמש במדדי זרימה אלקטרומגנטיים של אותו יצרן ומאותו מותג בעת תקשורת עם מספר מדי זרימה.

RS485 הוא מעין אוטובוס נתונים תעשייתי. למד הזרימה האלקטרומגנטי יש תקשורת טורית RS485 כך שתקשורת דיגיטלית מחליפה את השידור של אותות PLC אנלוגיים ואותות מתגים רגילים. חישוב סימולציית ה-PLC מצטמצם, ואיסוף הנתונים והשידור המדויקים מתממשים.

מד זרימת מערבולת RS485 קדנציה

מד זרימה מערבולת קדם הוא סוג חדש של מד זרימת גז. זה יכול לשמש למדידת גז טבעי, פרופאן, אוויר, חנקן וגזים אחרים.

הממיר יכול להוציא דופק בתדר, אות אנלוגי של 4 ~ 20mA, ויש לו ממשק RS485, ניתן לחבר ישירות לרשת המחשבים, מרחק שידור של עד 1.2 ק"מ;

מד זרימת גז Precession Vortex, כמו מד זרימת מערבולת, הוא מד זרימה. ביצועי העלות של מד זרימת מערבולת קדנציה אינטליגנטי גבוהים ממד זרימת מערבולת. מד זרימת מערבולת קדנציה אינטליגנטי יכול למדוד רק גז. מד זרימת גז Precession Vortex יכול להתבצע לפיזור טמפרטורה ולחץ משולב. ויכול למדוד גזים שונים. כמו אוויר דחוס, חמצן, ביוגז, גז טבעי, גז פחם וכו'.

קרא עוד על כל מה שאתה צריך לדעת על מדי זרימה אלקטרוניים