در این مقاله به بررسی پروتکل ارتباطی Modbus می پردازیم که یکی از معروف ترین روش های ارتباط صنعتی است. ارتباط بین دستگاه ها (یعنی ایجاد مکالمه بین دستگاه ها) به طور همزمان و در بسیاری از موارد از طریق انواع مختلف شبکه های ارتباطی و به زبان های مختلف انجام می شود. مدباس (به انگلیسی: Modbus) یک پروتکل ارتباطی داده است که در سال 1979 توسط Modicon (اشنایدر الکتریک) برای استفاده از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی ( PLC) منتشر شد. ساختاری ساده و مستحکم دارد و از آن زمان به یکی از پروتکل های استاندارد در صنعت تبدیل شده است. امروزه یکی از رایج ترین پروتکل ها برای اتصال دستگاه های الکترونیکی محسوب می شود. علت های استفاده گسترده از پروتکل Modbus در اماکن صنعتی عبارتند از:
- برای کاربردهای صنعتی توسعه و گسترش یافته است.
- به طور رایگان منتشر شده است.
- به شکل توسعه یافته و نگهداری آسان منتشر شدهاست.
در این نوشتار، شرکت کالیبراسیون و ابزار دقیق تابان کنترل دقیق، در مورد اینکه پروتکل ارتباطی Modbus چیست و انواع ارتباطات مدباس، به شما نکاتی را می گوید. پس در ادامه با ما همراه باشید.
پروتکل مدباس (Modbus) چیست؟
پروتکل ارتباطی Modbus قدیمی ترین و رایج ترین پروتکل اتوماسیون در زمینه اتوماسیون فرآیندها و SCADA (سیستم نظارت و جمع آوری داده ها) است. دانستن نحوه ایجاد شبکه های مبتنی بر Modbus برای هر تکنسین و مهندس برقی که در این زمینه فعالیت می کند لازم است. توانایی افزودن (ادغام) تجهیزات از تولیدکنندگان مختلف نیازمند مهارت ها و یادگیری است که موقعیت شما را در صنعت و بازار ارزشمندتر می نماید. Modbus یک زبان مشترک برای ارتباط بین دستگاه ها و تجهیزات فراهم می کند. برای مثال، Modbus این امکان را برای تجهیزات موجود در سیستم که دما و رطوبت را اندازهگیری میکنند، فراهم می نماید تا به یک شبکه متصل شوید و نتایج را به یک کامپیوتر کنترلی یا PLC خروجی دهید. توسعه و به روز رسانی پروتکل های مدباس توسط سازمان مدباس مدیریت می شود. سازمان مدباس انجمنی از کاربران و تامین کنندگان تجهیزات سازگار با Modbus است.
پروتکل مدباس چگونه کار می کند؟
Modbus معماری مشتری / سرور یا درخواست / پخش است. Modbus روی پروتکل های لایه کاربرد اجرا می شود. مودباس یک معماری کلاینت/سرور است که در آن کلاینت (مشتری) داده ها را از سرور درخواست می کند. مشتری همچنین می تواند از سرور بخواهد تا اقدامات مختلفی را انجام دهد. مشتری کد عملکردی را تولید یا مصرف می کند. در اصل، کار پروتکل ساده است. یک پروتکل داده تضمین می کند که یک دستگاه اصلی (معمولاً یک رایانه) و یک یا چند دستگاه برده (اسلیو) به یکدیگر کانکت هستند. برای مثال، دستگاههای اندازهگیری مختلف ممکن است توسط رایانه کنترل شوند و/یا دادهها به رایانه منتقل شوند. با این کار، انتقال داده به سه روش مختلف انجام می شود: ASCII، RTU و TCP، که هر کدام برای اهداف متفاوتی مناسب هستند. سیستم انتقال می تواند اترنت یا نوع کمی قدیمی تر از اتصال سریال باشد.
پروتکل ارتباطات در شبکه مدباس، هر سرور کنترل (کننده کلیه مشتری شناخته شده (آدرس دستگاه) را مشخص می کند. آدرس پیام را شناسایی می کند تا نوع عملیات مورد نظر را تعیین کند و هر داده یا اطلاعات دیگری را که در پیام موجود است استخراج کند. پیام مبادله شده بین مشتری و سرور را فریم یا قاب می نامند.
انواع پروتکل ارتباطی مدباس کدامند؟
چندین نسخه از پروتکل modbus برای پورت های سریال و اترنت وجود دارد که رایج ترین آنها عبارتند از:
- Modbus ASCII
- Modbus RTU
- Modbus TCP
- Modbus Plus
مزایای مدباس چیست؟
پروتکل Modbus چندین مزیت مهم را هنگام انتخاب شبکه برای دستگاه شما ارائه می دهد:
- اجرای مدباس برای سازندگان دستگاه آسان است.
- Modbus یک پروتکل باز است، بنابراین بر خلاف بسیاری از پروتکل های اختصاصی، نیازی به رسانه یا لایه فیزیکی خاصی ندارد؛ بنابراین شبکه های مدباس بر روی زیرساخت های ارزان و رایجی مانند RS485، RS422، RS232 و Ethernet ساخته می شوند.
- جزئیات به صورت رایگان در دسترس است و هزینه مجوز وجود دارد. شما برای پشتیبانی به فروشنده وابسته نیستید. همچنین ابزار مدباس شامل کدهای نمونه ،اضافی نمونه های پیاده سازی و تشخیص عیب است.
- مناسب برای داده های با حجم کم تا متوسط
- اتصال، آسان انتقال داده تأیید شده
- اگر Modbus را انتخاب کنید، شانس خوبی برای جلوگیری از مشکلات سازگاری و ارتقاء در آینده دارید.
- و…
✅سخن پایانی
از آنجایی که Modbus یک پروتکل باز است، تولیدکنندگان مختلف می توانند بدون پرداخت حق امتیاز از این پروتکل در محصولات خود استفاده کنند. Modbus Intelligent Protocol یا Modbus پروتکل ارتباطی استاندارد صنعتی است و در حال حاضر پرکاربردترین وسیله برای اتصال تجهیزات الکترونیکی صنعتی است. این فرآیند توسط بسیاری از تولید کنندگان در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. Modbus معمولاً به گونهای پیکربندی میشود که از آن برای انتقال سیگنالها از دستگاهها و کنترل دستگاهها به یک کنترلر اصلی یا سیستم جمعآوری داده استفاده می گردد؛ به عنوان مثال، سیستمی که دما و رطوبت را اندازه گیری می کند و داده ها و نتایج را به رایانه ارسال می کند. Modbus معمولا در سیستم های SCADA برای اتصال یک کامپیوتر نظارتی با یک واحد پایانه دوردست (RTU) استفاده می شود.