Komunikační protokol Modbus

I když standard Modbus byl definován před více než 40 lety, protokol dodnes zajišťuje spolehlivou a rychlou komunikaci mezi programovatelnými automaty, čidly, termostaty, frekvenčními měniči a dalšími zařízeními. K přenosu dat může být využito buď rozhraní RS485, RS422, RS232 (Modbus RTU), nebo i TCP/IP protokol sítě Ethernet (Modbus TCP). Otevřený komunikační protokol Modbus je založen na architektuře master/slave nebo klient/server. Výhod tohoto protokolu je hned několik – je jednoduchý, rychlý, nezávislý na výrobci/PLC a snadno implementovatelný. To dokazuje i fakt, že po příchodu standardu Ethernet a protokolu IP byl Modbus implementován do protokolu relační vrstvy.

Máme proto dva hlavní režimy přenosu dat:

  • Modbus RTU – přenos informací probíhá prostřednictvím sériové linky, obvykle rozhraní RS232 nebo RS485
  • Modbus TCP – přenos informací probíhá prostřednictvím TCP/IP v síti Ethernet

V praxi komunikace funguje tak, že na sběrnici je „master“ zařízení (řídící prvek, např. PLC či průmyslové PC), které posílá dotazy. Na druhé straně máme „slave“ zařízení (sledovaný prvek, např. čidlo, PLC, měřicí přístroj), které na tyto dotazy odpovídá. V případě Modbus TCP může být dotazujících se zařízení více, na nižších vrstvách sítě se dotazy serializují.

Oba protokoly, Modbus TCP i Modbus RTU, mohou být propojeny komunikační bránou (tzv. gateway).

Typické použití protokolu Modbus je u vstupně-výstupních modulů, například RCIO, RXIO nebo MLIO. Jedním dotazem se dá vyčíst nebo zapsat celá sada hodnot – všechny vstupy nebo výstupy modulu, což optimalizuje komunikaci na lince. Modbus je též jedním z nejpoužívanějších protokolů u regulátorů jednotlivých místností – radiátorů, fancoilů či VAV systémů (např. UC102, FCR010 nebo FCR015). Díky svému rozšíření a snadné konfiguraci se Modbus používá i jako protokol pro vazbu mezi specifickými sběrnicemi a protokoly a PLC nebo vizualizací. Jako komunikační brány slouží převodníky, např. R091 pro řízení světel po sběrnici DALI, R065 pro řízení světel standardem DMX, nebo R085 pro integraci I/O modulů Landis & Gyr na sběrnici P-Bus.

Při projektování a oživování sériových sběrnic komunikujících po protokolu Modbus občas narazíme na situace, kdy by bylo výhodné přejít ze sériové linky na ethernetovou síť a data dále přenášet po ní. Detailněji jsme Vám to popsali v naší dvoudílné routovací sérii ZDE.

Pro programátory PLC a SCADA, ale i pro další zájemce o integrované systémy s protokolem Modbus RTU a TCP, pravidelně pořádáme školení Komunikace protokolem Modbus. Účastníci jsou po jeho absolvování schopni specifikovat, vyprojektovat a oživit komunikaci mezi cizím zařízením Modbus a PLC nebo vizualizací.