Modbus RTU и TCP протокол - Modbus OPC серверы

Предлагаемые продукты - OPC серверы Modbus RTU и TCP

Компания ИнСАТ предлагает Modbus OPC серверы собственной разработки для обмена по любым модификациям протокола Modbus. Кроме того, ИнСАТ разработал надстройки над протоколом, позволяющие обмениваться с удаленными устройствами по протоколу Modbus используя радио, GSM связь или коммутируемую телефонную линию.

Список предлагаемых ModBus OPC-серверов

Преобразователи MODBUS. Конвертеры Modbus RTU в Modbus TCP

Существуют модификации протокола Modbus для последовательных интерфейсов и для сети Ethernet. Чтобы реализовать  взаимодействие Modbus-совместимых устройств (контроллеров, систем сбора данных, операторских интерфейсов и компьютеров), использующих различные физические интерфейсы применяются специальные аппаратные решения - конвертеры RTU в TCP. 

Ознакомиться с предлагаемыми компанией ИнСАТконвертерами Modbus можно пройдя по ссылке

Протокол MODBUS - история создания

Modbus разработан фирмой Modicon (в настоящее время принадлежит Schneider Electric) для использования в контроллерах с программируемой логикой. Впервые спецификация этого протокола была опубликована в 1979 году. Это был открытый стандарт, описывающий формат сообщений и способы их передачи в сети различных электронных устройств.

Первоначально контроллеры MODICON использовали последовательный интерфейс RS-232. Позднее стал применяться интерфейс RS-485, так как он позволяет использовать более длинные линии связи и подключать к одной линии несколько устройств.

Многие производители электронного оборудования поддержали протокол Modbus, на рынке появились сотни использующих его изделий. Сейчас развитием протокола занимается некоммерческая организация Modbus-IDA. Она основана производителями и пользователями электронных приборов.

Основные понятия протокола MODBUS

Modbus относится к протоколам прикладного уровня сетевой модели OSI. В соответствии с ним контроллеры взаимодействуют, используя клиент-серверную модель, основанную на транзакциях, состоящих из запроса и ответа.

Обычно в сети есть только один клиент - "главное" устройстово со статусом master, и несколько серверов - «подчиненных» (статус slave) устройств. Главное устройство инициирует транзакции (передаёт запросы). Подчиненные устройства передают запрошенные у них данные или производят указанные действия. Master может адресоваться индивидуально к slave или инициировать передачу широковещательного сообщения для всех подчиненных устройств. Уустройство slave формирует сообщение и возвращает его в ответ на адресованный именно ему запрос. На широковещательные запросы ответное сообщение не формируется.

Основа структуры запросов и ответов протокола Modbus - элементарный пакет протокола, так называемый PDU (Protocol Data Unit). Структура PDU протокола Modbus не зависит от типа линии связи и включает в себя код функции и поле данных. Код функции -  это однобайтовое поле. Оно может принимать значения в диапазоне 1…127. Значения 128…255 зарезервированы для кодов ошибок. Поле данных может быть переменной длины. Размер пакета PDU ограничен 253 байтами.

Modbus PDU

номер функции | данные
1 байт до 253 байт

Для передачи пакета по физическим линиям связи PDU помещается в другой пакет, содержащий дополнительные поля. Этот пакет носит название ADU (Application Data Unit). Формат ADU зависит от типа линии связи.

Существуют три основных реализации протокола Modbus, две для передачи данных по последовательным линиям связи, как медным EIA/TIA-232-E (RS-232), EIA-422, EIA/TIA-485-A (RS-485), так и оптическим и радио:

• Modbus RTU и
• Modbus ASCII,

и для передачи данных по сетям Ethernet поверх TCP/IP:

• Modbus TCP.

Общая структура ADU следующая (в зависимости от реализации, некоторые из полей могут отсутствовать):

где

• адрес slave - адрес подчинённого устройства, к которому адресован запрос. Устройства slave отвечают только на запросы, поступившие в их адрес. Ответ начинается с собственного адреса отвечающего устройства;
• номер функции - однобайтное поле кадра. Оно говорит ведомому устройству, какие данные или выполнение какого действия требует от него master;
• данные - поле содержит информацию, необходимую ведомому устройству для выполнения заданной мастером функции или содержит данные, передаваемые ведомым устройством в ответ на запрос ведущего. Длина и формат поля зависит от номера функции;
• контрольная сумма - двухбайтовое поле для проверки отсутствия ошибок в передаваемых данных.

Максимальный размер ADU для последовательных сетей RS232/RS485 — 256 байт, для сетей TCP — 260 байт.

Для протокола Modbus TCP ADU выглядит следующим образом:

где

• ид транзакции - два байта, обычно нули
• ид протокола - два байта, нули
• длина пакета - два байта - длина следующей за этим полем части пакета
• адрес slave - адрес подчинённого устройства, к которому адресован запрос. Обычно игнорируется, если соединение установлено с конкретным устройством. Может использоваться, если соединение установлено с бриджом, который выводит нас, например, в сеть RS485.

Поле контрольной суммы в Modbus TCP отсутствует.

Список предлагаемых Modbus OPC серверов: