Modbusプロトコルは、一般に、工業化されたネットワーキングの祖父と呼ばれています。 Webサービスとインターネット通信プロトコルの現在の時代では、通信と通信シナリオへの応答の要求は事実上絵のようです。 Modbusプロトコル産業およびビジネスの要件に従って簡単に構成できます。この非常に人気があり、複数のドメインでアプリケーションが普及しているため、この記事では、Modbus通信、その機能コード、実装、およびアプリケーションの詳細な概要を説明します。

Modbusとは何ですか？

ModbusはオープンスタンダードのRTUであり、多くの組織やエンジニアが支払いを一切含まずにデバイスに実装しています。このプロトコルは、最もユビキタスな通信プロトコルと見なされており、エンジニアリング電子機器をリンクする手段として一般的にアクセス可能です。

詳細には、これはコミュニケーションシリアル回線またはイーサネット接続を介した電子機器間の情報伝送に使用されるプロトコル。オープンスタンダードの状態では、誰でもそれを実装できます。これはおそらく、RTUを使用して制御するシステムの接続に利用されます。減少パワードメインで。

Modbusのプロトコルは、マスターおよびスレーブプロトコルとして明確に定義されています。つまり、マスターとして機能するツールは、1つ以上のツールをスレーブとして機能させることができます。これは、スレーブがデータを引き受けないことを明確に示しています。情報を求められるまで待つ必要があります。マスターはスレーブデバイスに情報を書き留めてから、スレーブレジスタからマスターに情報を読み取ります。スレーブレジスタの観点からは、常に登録アドレスが存在します。

Modbus通信プロトコルはどのように機能しますか？

この種のオープンスタンダードのリモートターミナルユニット（RTU）は、マスターとスレーブのアプローチを採用してさまざまなデバイス間で通信を作成するため、これは、RTUシナリオを採用するあらゆる種類のアプリケーションがModbusマスターデバイスと少なくとも1つのスレーブデバイス。これは、スレーブがデータを引き受けないことを明確に示しています。情報を求められるまで待つ必要があります。

Modbus通信

デバイス間のマスターとスレーブの通信は、シリアルバスまたはネットワークのいずれかを介して有効になります。の中に OSI アプローチでは、Modbusは7番目のレイヤーに配置されます。これの目的は、プロトコルを要求し、機能するコードで言及されている対応するサービスを提供することです。 Modbus RTUプロトコルのこれらの機能コードは、Modbus要求コンポーネントです。

Modbusアプリケーションデータユニットを開発するために、配信ユニットはデバイストランザクションを開始する必要があります。これは、指定された種類の操作を実行するようにサーバーに通知する操作です。マスターデバイスによって引き起こされる要求の設計は、アプリケーションプロトコルによって決定されます。次に、機能コードは1バイトである8ビットとしてコード化されます。 1〜25の範囲の機能コードのみが有効と見なされ、この128〜255では例外的な応答のために確保されます。

建築

マスターからスレーブへの要求/メッセージがある場合、これは、要求されたアクションを実行するようにサーバーに通知するのは機能コードフィールドであることを意味します。一部の操作では、いくつかのサブ機能コードもあります。たとえば、マスターデバイスは、さまざまな入力/出力のクラスターのオンとオフの遷移を読み取ることができます。

また、Modbusレジスタのグループの情報を読み書きします。スレーブの応答がマスターによって受信されると、機能コードフィールドがスレーブによって使用され、それが例外的または例外的な応答であることを示します。スレーブデバイスは、通常の応答がある最初の機能コードの要求に共鳴します。

これがどのように Modbus通信プロトコル 機能しています。

機能コード

Modbusのプロトコルは、レジスタのアクセシビリティを取得するために複数の機能コードを識別します。 Modbusを特徴とする主に4つのさまざまなデータブロックがあり、ここではレジスタ番号またはアドレスの重なりが発生する可能性があります。したがって、このため、アドレスが必要な場所と機能コードが必要な場所を正確に定義する必要があります。

以下の表は、 Modbus機能コード 。これらのコードのサブカテゴリは1つだけです。ただし、対応するいくつかのアプリケーションでは、これらが適用されない場合があります。

Modbus機能コード	レジスタのタイプ
1	読み取りコイル
二	離散入力の読み取り
3	開催の読み方レジスタ
4	入力レジスタの読み取り
5	シングルコイルの書き込み
6	単一保持レジスタの書き込み
15	複数のコイルの書き込み
16	複数の保持レジスタの書き込み

Profibus v / s Modbus

ProfibusとModbusを別々のアプリケーションとして比較するために、2つのそれぞれには複数の利点とアプリケーションがあります。

“電話のジャイロスコープとは何ですか ”

Modbusはシンプルな構造で、操作が合理化されており、プロトコルに簡単にアクセスできます。プロトコル自体と物理層の定義には多少の違いがありますが、これによりマルチベンダーの運用で問題が発生します。一方、Profibusは、業界全体を自動化するために構築された最も複雑なプロトコルです。モデムを備えたマルチベンダー機能で例外的に動作し、徹底的な診断を保持します。

ポイントツーポイントアプローチでのコントローラーとのスマートデバイス接続時、または1つのリモートロケーションが存在する場合、Modbusはこのシナリオに最適です。複数のベンダーを意味する複数のポイントが存在する状況では、Profibusは最高の状態で機能します。

より人気のある1つのアプリケーションは、両方の世界で最も優れたものを提供します。このアプリケーションは、マスターコントローラーとデータコンセントレーター間のデータ転送にModbusを利用し、Profibusを利用するリモートロケーションを備えています。

プロトコルバージョン

プロトコルバージョン このデバイスには、イーサネットポートとシリアルポートの両方が存在します。 Modbusプロトコルのバリエーションは次のとおりです。

Modbus rtu

プロトコル通信を確立するために、これはバイナリ形式でデータを表し、主にシリアル通信で使用されます。このバージョンのメッセージは、アイドル期間で分割されています。 RTUバージョンで採用されている形式は、メカニズムを検証するための巡回冗長検査であり、これによりデータの信頼性が確認されます。

Modbus ASCII

プロトコル通信を確立するには、 ASCII 文字が使用され、主にシリアル通信で実装されます。このバージョンのメッセージは、コロン（“）と末尾の改行（/）で区切られています。 ASCIIバージョンで従う形式は、メカニズムを検証するための縦方向の冗長性チェックです。

Modbus TCP

このバージョンのModbusは、 TCP / IPネットワークポート502を介してリンクします。このバリアントは、下位レベル自体がこれを提供するため、いかなる種類のチェックサム計算も必要としません。

ModbusTCPアーキテクチャ

Modbus Plus

これはシュナイダーエレクトリックの特許取得済みのバリアントであり、他の種類のバリアントとは対照的に、さまざまなマスター間のピアツーピアタイプの通信をサポートします。トークンのバリエーションなどの迅速なHDLCを管理するには、コミットされたコプロセッサが必要です。 1 Mbit / sのツイストペアを利用し、すべてのノードに配置されたトランス絶縁で構成されています。 Modbus +とコンピュータ（ISAバスなど）の間の接続を確立するには、特定のタイプのハードウェアが必要です。

他の種類のプロトコルバージョンは次のとおりです。

エンロン
Pemux
UDPを介したModbus

Modbusアプリケーション

主なアプリケーションは次のとおりです。

自動化された温度レベルを分析するためにヘルスケアドメインで使用されます
交通行動の分析
合理化されたデータ転送のためのホームオートメーションに実装
ガス、石油、地熱、水力、風力、太陽光などの業界で採用されています

これらに加えて、この概念で知られる他の主要な概念は、データの視覚化、レジスタタイプ、例外コード、このゲートウェイデバイスとの通信、このタイプのRTUでのデータエンコーディング、データ表現、トラブルシューティング、速度、およびシリアル通信、およびメッセージング。この記事では、Modbusとは何か、その動作、機能コード、プロトコルバージョン、およびアプリケーションについて全体的に説明します。

これらすべてとともに決定的に知られなければならない問題は、何であるかです。