يشار إلى بروتوكول Modbus بشكل عام على أنه جد الشبكات الصناعية. في العصر الحالي لخدمات الويب وبروتوكولات الاتصال عبر الإنترنت ، يعد الاتصال وطلب الاستجابة لسيناريوهات الاتصال أمرًا رائعًا من الناحية العملية. بروتوكولات مودبوس يتم تكوينها بسهولة وفقًا للمتطلبات الصناعية والتجارية. نظرًا لهذه الشعبية الشديدة والتطبيقات الواسعة الانتشار في مجالات متعددة ، تقدم هذه المقالة نظرة عامة مفصلة عن اتصالات Modbus ، وأكوادها الوظيفية ، وعمليات التنفيذ ، والتطبيقات.
ما هو مودبوس؟
Modbus هو معيار RTU المفتوح ، حيث يقوم العديد من المؤسسات والمهندسين بتطبيقه في أجهزتهم دون تضمين أي نوع من المدفوعات. يعتبر هذا البروتوكول هو بروتوكول الاتصال الأكثر انتشارًا ويمكن الوصول إليه بشكل عام كوسيلة لربط المعدات الإلكترونية الهندسية.
بطريقة مفصلة ، هذا هو ملف تواصل البروتوكول المستخدم لنقل المعلومات بين الأجهزة الإلكترونية من خلال خطوط تسلسلية أو عبر اتصالات إيثرنت. في حالة قياسية مفتوحة ، يمكن لأي شخص تنفيذها. ربما يتم استخدام هذا للاتصال بنظام يتحكم باستخدام RTU في تخفيض في مجال السلطة.
يتم تعريف بروتوكول Modbus جيدًا على أنه بروتوكول رئيسي وعبد مما يعني أن الأداة التي تعمل بصفتها الرئيسية ستصنع إما أداة واحدة أو أكثر تعمل كعبد. يشير هذا بوضوح إلى أن العبد لن يقوم بالبيانات ، وعليه الانتظار حتى يُطلب منه المعلومات. سيقوم السيد بتدوين المعلومات على الأجهزة التابعة ثم يقرأ المعلومات من سجلات العبيد إلى السيد. سيكون هناك دائمًا عنوان مسجل من منظور سجلات العبيد.
كيف يعمل بروتوكول اتصالات Modbus؟
نظرًا لأن الوحدة الطرفية البعيدة (RTU) من هذا النوع من المعايير المفتوحة تستخدم نهجًا رئيسيًا وتابعيًا لإنشاء اتصال عبر أجهزة مختلفة ، فإن هذا يتوافق مع أي نوع من التطبيقات التي تستخدم سيناريو RTU سوف تمتلك جهاز Modbus الرئيسي وجهاز واحد على الأقل جهاز الرقيق. يشير هذا بوضوح إلى أن العبد لن يقوم بالبيانات ، وعليه الانتظار حتى يُطلب منه المعلومات.
مودبوس الاتصالات
يتم تمكين الاتصال الرئيسي والتابع عبر الأجهزة إما من خلال الحافلات التسلسلية أو الشبكات. في ال OSI النهج ، يتم وضع Modbus في الطبقة السابعة. الغرض من ذلك هو طلب البروتوكول ثم تسليم الخدمات المقابلة المذكورة بواسطة الرموز الوظيفية. هذه الرموز الوظيفية لبروتوكول Modbus RTU هي مكونات طلب Modbus.
من أجل تطوير وحدة بيانات تطبيق Modbus ، يجب أن تحرض وحدة التسليم معاملة الجهاز. هذه هي العملية التي تُعلم الخادم بالعمل على نوع العملية المحدد. يتم تحديد تصميم الطلب الذي تم التحريض عليه بواسطة الجهاز الرئيسي بواسطة بروتوكول التطبيق. ثم سيتم ترميز رمز الوظيفة على أنه 8 بتات أي بايت واحد. تعتبر فقط رموز الوظائف الموجودة في النطاق 1-25 صالحة وفي هذا 128-255 يتم وضعها جانبًا للاستجابات الاستثنائية.
بنيان
عندما يكون هناك طلب / رسالة من الرئيسي إلى التابع ، فهذا يعني أن حقل رمز الوظيفة هو الذي يُعلم الخادم بتنفيذ الإجراء المطلوب. بالنسبة لبعض العمليات ، سيكون هناك بعض الرموز الوظيفية الفرعية أيضًا. على سبيل المثال ، يمكن للجهاز الرئيسي قراءة انتقالات التشغيل والإيقاف لمجموعة من المدخلات / المخرجات المختلفة.
كما أنه إما يقرأ أو يكتب المعلومات الخاصة بمجموعة من سجلات Modbus. عندما يتلقى السيد استجابة العبد ، يتم استخدام حقل رمز الوظيفة من قبل العبد للإشارة إما إلى أنها استجابة غير استثنائية أو استثنائية. سوف يتردد صدى الجهاز التابع لطلب رمز الوظيفة الأول في وجود استجابة طبيعية.
هذه هي الطريقة بروتوكول اتصالات Modbus عملت.
رموز الوظائف
يحدد بروتوكول Modbus رموز وظائف متعددة للحصول على إمكانية الوصول إلى السجلات. توجد بشكل أساسي أربع مجموعات بيانات مختلفة تتميز بـ Modbus وهنا قد يحدث تداخل بين أرقام التسجيل أو العناوين. لهذا السبب ، يجب تحديد تعريف دقيق حيث تكون العناوين مطلوبة وحيث تكون الرموز الوظيفية مطلوبة.
يلخص الجدول أدناه بوضوح رموز وظيفة Modbus . توجد فئة فرعية واحدة فقط من هذه الرموز. ولكن بالنسبة لبعض التطبيقات المقابلة ، قد لا يتم تطبيقها.
| كود وظيفة مودبوس | نوع التسجيل |
| 1 | لفائف القراءة |
| اثنين | قراءة المدخلات المنفصلة |
| 3 | قراءة عقد السجلات |
| 4 | قراءة سجلات الإدخال |
| 5 | كتابة ملف واحد |
| 6 | كتابة سجل واحد |
| خمسة عشر | كتابة ملفات متعددة |
| 16 | كتابة عدة سجلات للحفظ |
Profibus ضد Modbus
لمقارنة Profibus و Modbus كتطبيقات منفصلة ، لكل منهما مزايا وتطبيقات متعددة.
يتميز Modbus ببناء بسيط وعملية مبسطة ويمكن الوصول إليه بسهولة. على الرغم من وجود بعض الاختلاف في البروتوكول في حد ذاته وفي تعريف الطبقة المادية ، فإن هذا يؤدي إلى حدوث مشكلات في العمليات متعددة البائعين. في حين أن Profibus هو البروتوكول الأكثر تعقيدًا الذي تم إنشاؤه لأتمتة الصناعات بأكملها. تعمل بشكل استثنائي في وظائف البائعين المتعددين التي تحتوي على أجهزة مودم وتشخيصات شاملة.
في وقت اتصال الجهاز الذكي بوحدة التحكم في نهج من نقطة إلى نقطة ، أو إذا كان هناك موقع بعيد واحد ، فإن Modbus يقدم هذا السيناريو على أفضل وجه. في الظروف التي يوجد فيها أكثر من نقطة واحدة مما يعني وجود بائعين متعددين ، فإن Profibus يخدم في أفضل حالاته.
تطبيق واحد يكتسب المزيد من الشعبية يوفر أفضل ما في العالمين. يستخدم هذا التطبيق Modbus لنقل البيانات بين وحدة التحكم الرئيسية ومركّز البيانات وله موقع بعيد حيث يستخدم Profibus.
إصدارات البروتوكول
إصدارات البروتوكول في هذا الجهاز لكل من منافذ إيثرنت والتسلسل. متغيرات بروتوكولات Modbus هي:
مودبوس آر تي يو
لإنشاء اتصال بروتوكول ، يمثل هذا البيانات بتنسيق ثنائي ويستخدم في الغالب في الاتصال التسلسلي. الرسائل في هذا الإصدار مقسمة حسب فترات الخمول. التنسيق المتبع في إصدار RTU هو فحص التكرار الدوري للتحقق من الآلية وهذا يضمن موثوقية البيانات.
مودبوس ASCII
لإنشاء اتصال بروتوكول ، ASCII يتم استخدام الأحرف ويتم تنفيذها في الغالب في الاتصال التسلسلي. الرسائل في هذا الإصدار مقسمة بنقطتين (') والسطر الجديد اللاحق (/). التنسيق المتبع في إصدار ASCII هو فحص التكرار الطولي للتحقق من الآلية.
مودبوس TCP
يتم تنفيذ هذا الإصدار من Modbus للاتصالات من خلال شبكات TCP / IP الربط عبر المنفذ 502. لا يتطلب هذا المتغير أي نوع من حسابات المجموع الاختباري حيث توفر المستويات الأدنى نفسها ذلك.
معمارية Modbus TCP
مودبوس بلس
هذا هو البديل الحاصل على براءة اختراع لشنايدر إلكتريك وعلى عكس الأنواع الأخرى من المتغيرات ، فهو يدعم نوع الاتصالات من نظير إلى نظير بين مختلف الأساتذة. يحتاج إلى معالج مشترك ملتزم لإدارة HDLC السريع مثل تباين الرمز المميز. إنه يستخدم زوجًا ملتويًا بسرعة 1 ميجابت / ثانية ويتكون من عزل محول يوضع في كل عقدة. من الضروري وجود نوع معين من الأجهزة لإنشاء اتصال بين Modbus + وأجهزة الكمبيوتر ، مثل ناقل ISA.
الأنواع الأخرى من إصدارات البروتوكول هي:
- إنرون
- بيموكس
- Modbus عبر UDP
تطبيقات مودبوس
التطبيقات الرئيسية هي:
- تستخدم في مجال الرعاية الصحية لتحليل مستويات درجة الحرارة الآلية
- تحليل سلوك المرور
- نفذت في أتمتة المنزل لنقل البيانات بشكل مبسط
- يعمل في صناعات مثل الغاز والنفط والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة المائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية
بالإضافة إلى ذلك ، فإن المفاهيم الرئيسية الأخرى المعروفة أيضًا في المفهوم هي تصور البيانات وأنواع التسجيل وأكواد الاستثناء والتواصل مع أجهزة البوابة هذه وترميز البيانات في هذا النوع من RTU وتمثيل البيانات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والسرعة و الاتصال التسلسلي و الرسائل. تقدم هذه المقالة وصفًا شاملاً لما هو Modbus وعمله وأكواده الوظيفية وإصدارات البروتوكول والتطبيقات.
السؤال الذي يطرح نفسه والذي يجب أن يكون معروفًا بشكل حاسم إلى جانب كل هؤلاء هو ما هو
