Kompletny przewodnik po zasadzie Modbus Slave

Modbus slave/master to protokół komunikacji szeregowej szeroko stosowany w automatyce przemysłowej i systemach sterowania. Jest to otwarty standard opracowany przez firmę Modicon w 1979 roku, który służy do nawiązywania komunikacji między urządzeniami elektronicznymi za pośrednictwem szeregowego łącza danych. Jest to jeden z najpopularniejszych obecnie protokołów stosowanych w branży, a wielu producentów oferuje urządzenia obsługujące protokół Modbus. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o koncepcji Modbus Slave Master, ten przewodnik o Modbus TCP Multi Master bardzo Ci pomoże.

Kompletny przewodnik po zasadzie Modbus Slave

Tutaj dowiesz się szczegółowo wszystkiego o zasadzie Modbus Slave.

Co to jest Modbus Slave?

• Modbus master slave oznacza, że ​​jedno urządzenie (master) inicjuje komunikację z jednym lub większą liczbą innych urządzeń (slave). Master inicjuje żądanie, a urządzenia podrzędne odpowiadają żądanymi danymi. Następnie urządzenie nadrzędne sprawdza odpowiedź każdego urządzenia podrzędnego i jeśli jest prawidłowe, dane są akceptowane.
• Modbus Slave to urządzenie, które jest podłączone do Modbus Master. Może to być czujnik, siłownik, sterownik PLC lub dowolne inne urządzenie, które można podłączyć do sieci Modbus. Urządzenie podrzędne można skonfigurować tak, aby odbierało żądania od urządzenia nadrzędnego i odpowiadało żądanymi danymi. Slave odpowiada również za przetworzenie żądania i wysłanie odpowiedniej odpowiedzi.
• Aby korzystać z protokołu Modbus, każdemu urządzeniu należy nadać adres . Adres jest przypisywany do urządzenia, gdy jest ono podłączone do sieci. Ten adres służy do identyfikacji urządzenia w urządzeniu nadrzędnym, aby urządzenie nadrzędne mogło wysyłać żądania do właściwego urządzenia.
• Protokół Modbus może być używany do odczytu i zapisu danych zi do różnych urządzeń, w tym czujników, siłowników i programowalnych sterowników logicznych (PLC). To sprawia, że ​​jest to idealny wybór do stosowania w systemach automatyki przemysłowej i sterowania.
• Urządzenia podrzędne Modbus TCP są łatwe w konfiguracji i obsłudze oraz oferują niezawodny i wydajny sposób komunikacji z różnymi urządzeniami. Są również ekonomiczne, ponieważ nie wymagają złożonej infrastruktury sieciowej. Jako takie są ważną częścią nowoczesnych przemysłowych systemów sterowania i są wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu na całym świecie.

Co to jest Modbus Master?

• Modbus Master to urządzenie lub aplikacja komputerowa, która inicjuje żądania przesyłania danych w sieci Modbus , wydając polecenia urządzeniom podrzędnym. Modbus Master jest głównym źródłem danych, inicjującym żądanie i odbierającym odpowiedzi z urządzenia podrzędnego. Modbus TCP Master może być aplikacją komputerową lub urządzeniem fizycznym, takim jak PLC (programowalny sterownik logiczny) lub RTU (zdalna jednostka terminala).
• Modbus Master może być używany do odczytu lub zapisu danych do urządzenia podrzędnego , jak również do wydawania poleceń w celu wykonania określonych funkcji. Na przykład Modbus Master może być używany do odczytu lub zapisu danych z czujnika temperatury lub do wydawania polecenia włączenia lub wyłączenia silnika. Modbus Master może być również używany do uzyskiwania dostępu do danych z grupy urządzeń podrzędnych, takich jak grupa czujników temperatury. Jest to znane jako żądanie rozgłoszeniowe, które umożliwia Modbus Master żądanie informacji od wielu urządzeń podrzędnych jednocześnie.
• Modbus TCP Masters może być używany do sterowania różnymi urządzeniami. Oprócz sterowania silnikami mogą służyć do sterowania zaworami, przełącznikami i innymi urządzeniami . Modbus Master może być również używany do sterowania przepływem danych między wieloma urządzeniami, takimi jak PLC i czujnik temperatury. Ponadto Modbus Master może służyć do sterowania prędkością silnika lub innego urządzenia.
• Modbus Master może być używany do monitorowania stanu i wydajności systemu , umożliwiając użytkownikowi przeglądanie informacji diagnostycznych. Może to pomóc w szybkiej identyfikacji problemów i dostosowaniu systemu w celu poprawy jego wydajności.
• Modbus Masters może być również używany do sterowania systemami bezpieczeństwa , takimi jak systemy zatrzymania awaryjnego. Odbywa się to za pomocą poleceń, które mogą być wysyłane z Modbus Master do urządzeń podrzędnych. Te polecenia spowodują, że urządzenie podrzędne podejmie określone działania, takie jak zatrzymanie silnika lub wyłączenie zaworu.
• Wreszcie Modbus Masters może być również używany do konfigurowania systemu. Na przykład można ich użyć do ustawienia parametrów systemu , takich jak prędkość silnika lub parametry procesu. Można to zrobić wysyłając polecenie konfiguracyjne do urządzenia podrzędnego.

Jak działają Modbus Master i Modbus Slave?

Modbus jest popularnym przemysłowym protokołem komunikacyjnym, który jest używany w wielu aplikacjach automatyki przemysłowej. Jest to bardzo prosty protokół, który umożliwia komunikację między urządzeniem nadrzędnym a jednym lub większą liczbą urządzeń podrzędnych.

Protokół Modbus jest oparty na architekturze Modbus master slave, co oznacza, że ​​master zawsze kontroluje komunikację. Master może wysyłać żądania do urządzenia podrzędnego, a urządzenie podrzędne odpowie żądanymi danymi. Master może również wysyłać polecenia do Slave, a Slave odpowie potwierdzeniem lub komunikatem o błędzie.

Protokół Modbus jest oparty na protokole żądanie-odpowiedź , co oznacza, że ​​urządzenie nadrzędne wysyła żądanie do urządzenia podrzędnego, a urządzenie podrzędne odpowiada żądanymi danymi. Master może również wysyłać polecenia do Slave, a Slave odpowie potwierdzeniem lub komunikatem o błędzie. Urządzenie podrzędne może również wysyłać żądania do urządzenia nadrzędnego, a urządzenie nadrzędne odpowie żądanymi danymi.

Przegląd zasady Master Slave

Zasada master-slave jest ważną koncepcją w informatyce i sieciach. W skrócie odnosi się to do systemu, w którym jedno urządzenie lub program pełni rolę Modbus TCP Master, a inne urządzenia lub programy pełnią rolę Modbus TCP Slave. Urządzenie główne lub program jest odpowiedzialny za zarządzanie komunikacją i zasobami między innymi urządzeniami lub programami. Niewolnicy są generalnie odpowiedzialni za wykonywanie instrukcji pana, a także za dostarczanie wszelkich dodatkowych zasobów, których potrzebuje pan.

• Koncepcja zasady „pan-slave” istnieje od początków informatyki , kiedy komputery musiały być ze sobą połączone w celu współdzielenia zasobów. Na przykład we wczesnych latach informatyki jeden komputer mógł być odpowiedzialny za przechowywanie danych, a drugi za przetwarzanie danych. Zasada master-slave umożliwiła tym dwóm komputerom interakcję i współdzielenie zasobów bez potrzeby stosowania dodatkowego sprzętu .
• Obecnie zasada wielu urządzeń nadrzędnych Modbus TCP jest stosowana w wielu różnych obszarach informatyki. Na przykład w dziedzinie przetwarzania rozproszonego system master-slave jest używany do rozdzielenia przetwarzania i przechowywania dużego zestawu danych na wiele komputerów. Pozwala to na większą skalowalność i wydajność, niż gdyby każdy komputer musiał samodzielnie przetwarzać cały zestaw danych.
• W dziedzinie sieci zasada Modbus slave/master jest stosowana w celu zapewnienia bardziej wydajnego sposobu współdzielenia zasobów między komputerami .
• Innym zastosowaniem zasady master-slave jest przechowywanie danych. Na przykład macierz RAID to system pamięci masowej wykorzystujący zasadę master-slave. W macierzy RAID wiele dysków twardych jest połączonych ze sobą, dzięki czemu działają jak jedno duże urządzenie pamięci masowej. Urządzenie nadrzędne odpowiada za zarządzanie komunikacją pomiędzy pozostałymi urządzeniami oraz za prawidłowe przechowywanie wszystkich danych. Pozostałe urządzenia działają jako urządzenia podrzędne Modbus i są odpowiedzialne za zapewnienie dodatkowej pojemności pamięci.
• Wreszcie, zasada master-slave jest również stosowana w obszarach takich jak hosting , gdzie wiele komputerów jest używanych do hostowania wielu stron internetowych. W tym przypadku urządzenie nadrzędne jest odpowiedzialne za zarządzanie komunikacją między innymi komputerami oraz za zapewnienie poprawnego działania wszystkich stron internetowych. Pozostałe komputery działają jako urządzenia podrzędne Modbus i są odpowiedzialne za zapewnienie dodatkowych zasobów wymaganych przez urządzenie nadrzędne.

Charakterystyka zasady pan-niewolnik

Główne cechy zasady master-slave są następujące:

• W danym momencie do sieci podłączony jest tylko jeden moduł nadrzędny: zgodnie z zasadą nadrzędny-podrzędny tylko jeden moduł nadrzędny Modbus TCP jest podłączony do sieci w danym momencie. Urządzenie nadrzędne odpowiada za sterowanie wszystkimi urządzeniami podrzędnymi. Cały ruch danych jest kierowany przez urządzenie nadrzędne, co sprawia, że ​​komunikacja między urządzeniami podrzędnymi a urządzeniem nadrzędnym jest wydajna.
• Urządzenie nadrzędne może inicjować komunikację i wysyłać żądania do urządzeń podrzędnych : Urządzenie nadrzędne może wysyłać żądania do urządzeń podrzędnych, takie jak polecenia, dane lub zapytania. Niewolnicy będą wtedy odpowiadać na żądania wysyłane przez mistrza. Master ma całkowitą kontrolę nad komunikacją pomiędzy slave'ami a masterem.
• Urządzenie nadrzędne może adresować każdego urządzenia podrzędnego indywidualnie przy użyciu jego określonego adresu lub wszystkich urządzeń podrzędnych jednocześnie przy użyciu adresu 0 : Urządzenie nadrzędne może używać określonego adresu do komunikacji z określonym urządzeniem podrzędnym. Alternatywnie, urządzenie nadrzędne może używać adresu 0 do jednoczesnej komunikacji ze wszystkimi urządzeniami podrzędnymi. Pozwala to urządzeniu nadrzędnemu na sterowanie wieloma urządzeniami podrzędnymi Modbus w tym samym czasie.
• Urządzenia podrzędne mogą wysyłać odpowiedzi tylko do urządzenia nadrzędnego : Urządzenia podrzędne mogą wysyłać odpowiedzi tylko na żądania zainicjowane przez urządzenie nadrzędne. Urządzenia podrzędne nie mogą inicjować komunikacji z urządzeniem nadrzędnym ani z innymi urządzeniami podrzędnymi. Pomaga to zapewnić bezpieczną i wydajną komunikację między urządzeniem nadrzędnym a urządzeniami podrzędnymi.
• Urządzenia podrzędne Modbus nie mogą zainicjować komunikacji ani z urządzeniem nadrzędnym, ani z innymi urządzeniami podrzędnymi: Urządzenia podrzędne nie mogą zainicjować komunikacji z urządzeniem nadrzędnym ani z innymi urządzeniami podrzędnymi. Gwarantuje to, że komunikacja między urządzeniami podrzędnymi a urządzeniem nadrzędnym jest bezpieczna i nie dochodzi do nieautoryzowanej komunikacji.

Informacje o komunikacji Modbus TCP Slave

Modbus TCP Slave Communications to metoda komunikacji między urządzeniem nadrzędnym a urządzeniem podrzędnym przez sieć TCP/IP. Jest to jeden z powszechnie stosowanych protokołów komunikacyjnych w automatyce przemysłowej. Jest to prosty, otwarty i szeroko stosowany protokół komunikacyjny służący do łączenia urządzeń w sieci.

Opiera się na zasadzie Modbus slave/master, gdzie master inicjuje komunikację, a slave odpowiada na żądania mastera. Urządzeniem nadrzędnym może być sterownik, taki jak PLC (programowalny sterownik logiczny) lub komputer. Urządzeniem podrzędnym może być dowolne urządzenie podłączone do sieci, takie jak RTU (zdalne urządzenie końcowe), czujnik lub siłownik.

W komunikacji Modbus TCP Slave urządzenie nadrzędne wysyła żądanie do urządzenia podrzędnego. Następnie urządzenie podrzędne odpowiada na żądanie, podając wymagane dane. Dane te mogą mieć postać rejestrów lub wartości cewek. Dane są następnie przesyłane z powrotem do urządzenia nadrzędnego, które je przetwarza i podejmuje odpowiednie działania.

Protokół ten jest używany w wielu różnych aplikacjach, począwszy od prostej akwizycji danych do złożonych systemów sterowania . Jest to niezawodny protokół i łatwy do wdrożenia. Jest to również bardzo opłacalne, ponieważ wymaga minimalnego sprzętu i oprogramowania do działania.

Jedną z zalet tego protokołu jest możliwość łączenia wielu urządzeń w sieć , co pozwala na większy stopień kontroli i elastyczności. Dzięki temu użytkownik może sterować wieloma urządzeniami, takimi jak czujniki, siłowniki i sterowniki, z jednego urządzenia nadrzędnego. Zmniejsza to koszty i upraszcza cały system, ponieważ eliminuje potrzebę stosowania wielu kontrolerów i urządzeń do akwizycji danych.

Kolejną zaletą komunikacji Modbus TCP Slave jest jej elastyczność . Ponieważ jest to protokół otwarty, można go dostosować do różnych aplikacji i różnych typów urządzeń. Pozwala to na większą skalowalność, pozwalając na dodawanie większej liczby urządzeń do sieci w razie potrzeby.

Jest to również bezpieczny protokół . Wykorzystuje uwierzytelnianie i szyfrowanie, dzięki czemu jest bezpieczniejszy niż inne protokoły. Pozwala to na bezpieczne połączenie między urządzeniami nadrzędnymi i podrzędnymi, zapewniając, że przesyłane dane nie zostaną naruszone.

Często zadawane pytania (FAQ)

Q1. Czy Modbus A to TCP czy UDP?

Odp. Modbus to protokół TCP. Modbus to protokół komunikacji szeregowej, który został opracowany przez firmę Modicon w 1979 roku do użytku z jej programowalnymi sterownikami logicznymi (PLC). Jest to de facto standard, prawdziwie otwarty i najczęściej używany protokół sieciowy w przemysłowym środowisku produkcyjnym.

Q2. Czy Modbus TCP to to samo co TCP IP?

Odp. Nie , Modbus TCP to nie to samo co TCP/IP. Modbus TCP jest protokołem wyższego poziomu zbudowanym na bazie protokołu TCP/IP, podczas gdy TCP/IP jest protokołem niższego poziomu. Modbus TCP służy do ułatwienia komunikacji między urządzeniami z protokołem Modbus, natomiast protokół TCP/IP służy do ułatwienia komunikacji między wszystkimi typami urządzeń.

Q3. Jakim typem protokołu jest Modbus?

Odp. Modbus jest protokołem komunikacji szeregowej. Jest to protokół otwarty, co oznacza, że ​​specyfikacje są ogólnodostępne i każdy może je wdrożyć. Modbus dobrze nadaje się do zastosowań wymagających architektury master-slave lub klient-serwer. Modbus jest protokołem żądanie/odpowiedź i wykorzystuje architekturę master/slave.

Q4. Czym jest Modbus TCP a Ethernet?

Odp. Modbus TCP to protokół komunikacyjny używany do nawiązywania komunikacji między urządzeniami Modbus w sieci Ethernet. Opiera się na tradycyjnym protokole Modbus i jest używany w aplikacjach automatyki przemysłowej.

Ethernet IP to protokół sieciowy oparty na Common Industrial Protocol (CIP) przez Ethernet. Został zaprojektowany, aby zapewnić przemysłową sieć Ethernet dla systemów sterowania. Służy do sterowania, konfiguracji i wymiany danych pomiędzy urządzeniami sieciowymi.

Pytanie 5. Gdzie jest używany protokół Modbus TCP?

Odp. Modbus TCP jest używany w różnych gałęziach przemysłu, w tym w automatyce budynków, produkcji, zarządzaniu energią i wodą oraz transporcie. Służy do łączenia urządzeń i maszyn w celu umożliwienia komunikacji i wymiany danych między nimi.

Zalecana:

• Illustrator vs CorelDRAW: szczegółowe porównanie
• Najlepsze ustawienia korektora Spotify dla Airpodów
• Dlaczego MSN otwiera się automatycznie?
• Jak dodawać adnotacje do tekstu

Ogólnie rzecz biorąc, komunikacja Modbus Slave /Master jest niezawodnym, ekonomicznym i bezpiecznym protokołem komunikacyjnym stosowanym w automatyce przemysłowej. Jest łatwy do wdrożenia i umożliwia łączenie wielu urządzeń w sieć, co czyni go idealnym wyborem do zastosowań wymagających wysokiego stopnia kontroli i elastyczności. Jest to również bezpieczny protokół, co czyni go doskonałym wyborem dla aplikacji wymagających bezpieczeństwa danych.