Tiêu chuẩn ngành cho các giao thức truyền thông trong lĩnh vực công nghiệp: Giao thức truyền thông Modbus

Modbus là một giao thức truyền thông nối tiếp được Modicon (nay là Schneider Electric) xuất bản vào năm 1979 để liên lạc với Bộ điều khiển logic khả trình (PLC). Modbus đã trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp trên thực tế cho các giao thức truyền thông trong lĩnh vực công nghiệp và hiện là phương thức kết nối được sử dụng phổ biến giữa các thiết bị điện tử công nghiệp. Những lý do chính khiến Modbus được sử dụng rộng rãi hơn các giao thức truyền thông khác là: • Nó được cung cấp công khai và không có yêu cầu về bản quyền. • Dễ dàng triển khai và bảo trì. • Đối với nhà cung cấp, không có nhiều hạn chế trong việc sửa đổi và di chuyển các bit hoặc byte cục bộ. Modbus cho phép nhiều thiết bị (khoảng 240) được kết nối trên cùng một mạng để liên lạc. Ví dụ: một thiết bị đo nhiệt độ và độ ẩm có thể gửi kết quả đến máy tính. Trong các hệ thống Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), Modbus thường được sử dụng để kết nối các máy tính giám sát và Thiết bị đầu cuối từ xa (RTU). Các phiên bản giao thức: Hiện tại, có các phiên bản của giao thức Modbus được sử dụng cho các cổng nối tiếp, Ethernet và các mạng khác hỗ trợ giao thức Internet. Hầu hết hoạt động liên lạc của thiết bị Modbus được thực hiện thông qua lớp vật lý EIA{14}}485 nối tiếp. Đối với các kết nối nối tiếp, có hai biến thể hơi khác nhau về cách trình bày dữ liệu số và chi tiết giao thức. Modbus RTU là một cách biểu diễn dữ liệu nhỏ gọn ở dạng nhị phân, trong khi Modbus ASCII là cách trình bày chi tiết và-có thể đọc được của con người. Cả hai biến thể đều sử dụng giao tiếp nối tiếp. Các lệnh/dữ liệu ở định dạng RTU được theo sau bởi tổng kiểm tra bằng cách sử dụng kiểm tra dự phòng theo chu kỳ, trong khi định dạng ASCII sử dụng tổng kiểm tra với kiểm tra dự phòng theo chiều dọc. Các nút được định cấu hình là biến thể RTU sẽ không giao tiếp với các nút được đặt là biến thể ASCII và ngược lại. Đối với các kết nối qua TCP/IP (chẳng hạn như Ethernet), có nhiều biến thể Modbus/TCP không yêu cầu tính toán tổng kiểm tra. Cả ba giao thức truyền thông đều giống hệt nhau về mô hình dữ liệu và lệnh gọi hàm; chỉ có các phương pháp đóng gói là khác nhau. Modbus có một phiên bản mở rộng được gọi là Modbus Plus (Modbus+ hoặc MB+), nhưng giao thức này là độc quyền của Modicon và khác với Modbus. Nó yêu cầu một bộ đồng xử lý chuyên dụng để xử lý việc xoay mã thông báo tốc độ cao{27}}tương tự như HDLC. Nó sử dụng cáp xoắn đôi 1 Mbit/s và mỗi nút được trang bị một thiết bị cách ly chuyển đổi sử dụng kích hoạt chuyển đổi/cạnh thay vì kích hoạt điện áp/mức. Việc kết nối Modbus Plus với máy tính cần có giao diện đặc biệt, thường là bo mạch hỗ trợ các bus ISA (SA85), PCI hoặc PCMCIA.