В этой статье рассматривается значение протоколов связи, таких как Modbus, и выделяются ключевые различия между Modbus RTU и Modbus TCP.
В мире промышленной автоматизации эффективная связь между устройствами имеет решающее значение. Modbus является одним из наиболее широко используемых протоколов связи в этой области. Первоначально разработанный компанией Modicon для промышленного применения, он превратился в стандартный протокол, принятый в различных отраслях промышленности для сетевых устройств управления и датчиков. Modbus поставляется в различных вариантах, включая Modbus RTU (удаленный оконечный модуль) и Modbus TCP (протокол управления передачей). В этой статье подробно рассматривается преобразователь Modbus RTU в TCP от компании MODERON, объясняется его назначение, функционирование и области применения для обеспечения бесперебойной связи в системах автоматизации.
Что такое Modbus ?
Прежде чем мы перейдем к преобразователям, давайте разберемся с протоколами связи Modbus:
- Modbus RTU: Протокол последовательной связи, использующий архитектуру master/slave. Он передает данные в двоичной форме и обычно используется в последовательных линиях связи, таких как RS232 и RS485. В данном протоколе может быть только один Master (устройство которое опрашивает slave устройства).
- Modbus TCP: сетевой протокол, работающий через Ethernet. Он инкапсулирует сообщения Modbus в TCP-пакеты, обеспечивая более высокую скорость передачи данных и упрощая интеграцию в сетевые среды. Данный протокол асинхронный и позволяет организовать сеть с несколькими Master устройствами.
Что такое преобразователь Modbus TCP в RTU?
Преобразователь Modbus RTU в TCP - это устройство или программное решение, которое преобразует данные Modbus RTU в формат Modbus TCP (и наоборот). Это преобразование позволяет устройствам, использующим один протокол, взаимодействовать с устройствами, использующими другой. Преобразователь TCP обычно служит связующим звеном между устройствами нижнего уровня автоматизации RTU и системами верхнего уровня (скада; диспетчеризация) на базе Ethernet, обеспечивая совместимость и обеспечивая гальваническую развязку.
Зачем использовать конвертер Modbus RTU в TCP?
- Масштабируемость: Modbus TCP упрощает масштабирование систем автоматизации. Новые устройства могут быть легко добавлены в сеть без существенной реконфигурации.
- Улучшенная обработка данных: сети TCP/IP могут обрабатывать больше одновременных подключений по сравнению с последовательной связью RS485, которая ограничена линейным протоколом.
- Выше скорость: сети TCP/IP асинхронны, поэтому могут опросить большее количество устройств за более короткое время, чем опрос того же кол-ва устройств по сети RS485. Если у вас много устройств Modbus RTU, то рекомендуется дробить сети RS485 на более кол-во используя преобразователи, чтобы повысить скорость работы систем диспетчеризации.
- Гальваническая развязка сетей RS485. Используя преобразователи Вы не только уменьшаете время опроса всех устройств, но и повышаете надежность сети, так как если в одной сети RS485 произойдет повреждение кабеля или электрический пробой, то может перестать работать все оборудование на линии. Разделяя сети вы обеспечиваете улучшенную отказоустойчивость всей сети.
Как работает преобразователь Modbus RTU в TCP?
Функционирование преобразователя Modbus RTU в TCP можно разделить на несколько ключевых этапов:
- Сбор данных: Преобразователь прослушивает пакеты Modbus TCP/IP от созданных подключений (сокетов) систем диспетчеризации (контроллеров верхнего уровня).
- Преобразование протокола: После получения данных конвертер преобразует протокол Modbus TCP в формат Modbus RTU. Это включает в себя изменение структуры пакетов, адресации и контрольных сумм.
- Передача данных: После преобразования данные инкапсулируются в пакеты Modbus RTU и шлюз отправляет их последовательно по шине RS485.
- Получение данных и отправка: полученные данные с устройств Modbus RTU собираются, формируются в пакет TCP и передаются по сети Ethernet, что позволяет им достигать устройств, использующих протокол Modbus TCP.
Основные возможности преобразователя Modbus TCP в Modbus RTU от нашей компании "MODERON":
- Преобразование Modbus TCP/IP в Modbus RTU Master;
- Поддержка до 8-ми параллельно открытых соединений (сокетов) Modbus TCP/IP;
- Гальваническая развязка сетей в 1 кВ;
- Встроенный веб-интерфейс для настройки;
- Контроль записи значений. Не все системы диспетчеризации имеют автоматический контроль прошла запись или нет, мы добавили данную функцию в шлюз, чтобы обеспечить высокую вероятности записи значений;
- Сторожевой таймер - автоматическая перезагрузка шлюза, при возникновении проблем со соединением Modbus TCP/IP;
- Возможность обновления прошивки и получения нового функционала;
- Протокол MQTT - функционал будет доступен в следующих обновлениях;
- Прямая передача данных из Modbus TCP/IP в RS485 без преобразования - функционал будет доступен в следующих обновлениях.