Analizë gjithëpërfshirëse e protokollit Modbus

Protokolli modbus është bërë një nga protokollet më të njohura të komunikimit në fushën e automatizimit industrial. Shumë pajisje industriale, duke përfshirë PLC, DCS, instrumente inteligjente, etj., po përdorin protokollin Modbus si standard komunikimi ndërMjet tyre. Që nga viti 2007, numri i nyjeve të instaluara Modbus ka kaluar 10 milionë, gjë që tregon se protokolli është përdorur gjerësisht dhe është njohur.

Modbus është një protokoll komunikimi i bazuar në komunikimin serik, i cili synon të sigurojë një standard të përbashkët komunikimi për vendet industriale për të realizuar shkëmbimin dhe kontrollin e të dhënave midis pajisjeve të ndryshme. Protokolli fillimisht u zhvillua nga Modicon dhe tani është në pronësi të Schneider Electric. Protokolli Modbus është një protokoll i shtresës së aplikacionit, i cili përcakton një format të përbashkët mesazhi, duke mundësuar shkëmbimin dhe kontrollin e të dhënave ndërmjet pajisjeve të ndryshme. Protokolli mbështet shtresa të ndryshme fizike si RS-232, RS-422, RS-485 dhe Ethernet, kështu që mund të aplikohet në pajisje dhe rrjete të ndryshme.

Modbus është një protokoll komunikimi master/skllav që ofron shërbime të specifikuara nga kodet e funksionit. Organizatat e internetit hyjnë në Modbus duke përdorur portin e rezervuar të sistemit 502 në stack TCP/IP. Modbus Plus është një rrjet kalimi i shenjave me shpejtësi të lartë, procesi i punës i Modbus:

1. Komunikimi Modbus fillon me dërgimin e një kërkese nga master tek skllavi.

2. Stacioni skllave merr kërkesën dhe analizon përmbajtjen e kërkesës.

3. Stacioni skllavë kryen operacionet përkatëse (të tilla si leximi i regjistrave ose shkrimi i regjistrave) sipas përmbajtjes së kërkesës dhe i dërgon të dhënat e përgjigjes përsëri në stacionin kryesor.

4. Stacioni kryesor merr të dhënat e përgjigjes dhe analizon përmbajtjen e përgjigjes.

5. Masteri përpunon të dhënat e përgjigjes dhe dërgon më shumë kërkesa për pyetje sipas nevojës.

6. Ky proces vazhdon derisa komunikimi të përfundojë ose të ndodhë një gabim.

Në komunikimin Modbus, masteri është një pajisje si një kontrollues ose kompjuter, dhe skllevërit janë sensorë, aktivizues ose pajisje të tjera. Stacioni kryesor është përgjegjës për inicimin e komunikimit, ndërsa stacioni skllav është përgjegjës për kryerjen e operacioneve dhe për t'iu përgjigjur kërkesës së stacionit kryesor. Komunikimi mund të jetë nëpërmjet linjës serike ose Ethernet. Në komunikimin Modbus, të dhënat organizohen në formën e regjistrave dhe adresat përdoren për t'iu referuar atyre. Protokolli Modbus mbështet një sërë kodesh funksionesh, duke përfshirë regjistrat e leximit dhe shkrimit, mbështjelljet e leximit dhe shkrimit, etj.

Skenari i aplikimit:

Protokolli Modbus përdoret gjerësisht në aplikimet e kontrollit dhe monitorimit industrial, duke përfshirë fabrikat e automatizuara, kontrollin e robotëve, monitorimin dhe kontrollin e furnizimit me energji elektrike dhe automatizimin e ndërtesave, trajtimin e naftës dhe gazit, më shumë. Modbus është gjithashtu i përshtatshëm për marrjen dhe përpunimin e të dhënave në kohë reale, duke përfshirë transmetimin e të dhënave, monitorimin dhe kontrollin e të dhënave, zbulimin dhe diagnostikimin e gabimeve, etj.

Më poshtë janë disa aplikacione të protokollit Modbus:

Kontrolli PLC: Protokolli Modbus është një protokoll standard i mundshëm për komunikimin midis shumë PLC-ve (Programeve) Logic. PLC është një pajisje e përdorur gjerësisht në fushën e automatizimit industrial, ato zakonisht përdoren për të kontrolluar dhe monitoruar parametra të ndryshëm në procesin e prodhimit, si temperatura, presioni, rrjedha, etj.

Njehsorët inteligjentë: Protokolli Modbus përdoret gjithashtu gjerësisht për komunikimin midis llojeve të ndryshme matësash inteligjentë, si sensorë të temperaturës, sensorë presioni, matësit e rrjedhës, etj. prodhimi.

Sistemet e përvetësimit të të dhënave: Protokolli Modbus mund të përdoret për komunikim ndërmjet llojeve të ndryshme të sistemeve të marrjes së të dhënave në mënyrë që të mbledhë të dhëna nga pajisje të ndryshme në një vend të centralizuar për përpunim dhe analizë. Këto sisteme të marrjes së të dhënave përdoren shpesh për të monitoruar performancën dhe statusin e pajisjeve të prodhimit në mënyrë që të zbulohen dhe zgjidhen problemet në kohën e duhur.

Sistemi SCADA: Protokolli Modbus mund të përdoret gjithashtu për komunikim midis llojeve të ndryshme të sistemeve SCADA (Mbikëqyrja, Kontrolli dhe Përvetësimi i të Dhënave) për të realizuar monitorimin dhe kontrollin në kohë reale të parametrave të ndryshëm të procesit të prodhimit. Këto sisteme përdoren shpesh për të automatizuar proceset e prodhimit për të përmirësuar efikasitetin dhe cilësinë e prodhimit.

Me zhvillimin e teknologjisë së automatizimit industrial, aplikimi i protokollit Modbus gjithashtu po zhvillohet dhe inovativ vazhdimisht. Këtu janë disa tendenca të ardhshme:

Rritja e shkallës së komunikimit: Me avancimin e vazhdueshëm të teknologjisë, shkalla e komunikimit të protokollit Modbus gjithashtu do të vazhdojë të rritet për të arritur komunikim dhe kontroll më efikas dhe në kohë reale.

Integrimi.me internetin: Me zhvillimin e Internetit industrial, protokolli Modbus do të integrohet më shumë me teknologjinë e internetit për të arritur kontrollin dhe monitorimin në distancë midis pajisjeve.

Siguria e përmirësuar: Ndërsa çështjet e sigurisë së rrjetit bëhen gjithnjë e më të spikatura, protokolli Modbus do t'i kushtojë gjithashtu më shumë vëmendje sigurisë së komunikimit dhe kontrollit për të mbrojtur sistemet e kontrollit industrial nga sulmet e rrjetit dhe operacionet me qëllim të keq. protokolli në fushën e automatizimit industrial vazhdon të zgjerohet, ai gjithashtu do të përdoret më gjerësisht në fusha të tjera, si shtëpitë inteligjente, ndërtesat inteligjente, etj., për të arritur komunikimin dhe kontrollin midis pajisjeve.

Me pak fjalë, me zhvillimin e vazhdueshëm të teknologjisë së automatizimit industrial, protokolli Modbus do të vazhdojë të evoluojë dhe të inovojë për të përmbushur nevojat e ndryshme të fushave.