Giao thức Modbus - khái niệm và nguyên lý

1, Giao thức Modbus là gì?

Giao thức modbus là một hệ thống gồm nhiều thiết bị có cùng một giao thức để nói chuyện với nhau thông qua một cặp dây xoắn đơn. 

2, Nguyên tắc hoạt động của Modbus

Để kết nối với thiết bị tớ, chủ sẽ gửi một thông điệp có:
•    Địa chỉ thiết bị
•    Mã chức năng
•    Dữ liệu
•    Kiểm tra lỗi
Địa chỉ thiết bị này là một con số từ 0-247. Thông điệp được gửi tới địa chỉ 0 (truyền thông điệp) có thể được tất cả các tớ chấp nhận, nhưng các con số có giá trị từ 1-247 là địa chỉ của các thiết bị cụ thể. Với ngoại lệ của việc truyền thông điệp, một thiết bị tớ luôn phản ứng với một thông điệp Modus, do đó chủ sẽ biết thông điệp đã được nhận.  
Dữ liệu xác định địa chỉ trong bộ nhớ thiết bị thường hay chứa các giá trị dữ liệu được viết trong bộ nhớ của thiết bị, hoặc chứa các thông tin cần thiết khác mang chức năng theo như yêu cầu.

Kiểm tra lỗi là một giá trị bằng số 16 bit kiểm tra dự phòng tuần hoàn (CRC). CRC được thiết bị chủ tạo ra và thiết bị tiếp nhận có trách nhiệm kiểm tra. Nếu giá trị CRC không thỏa mãn thì thiết bị sẽ đòi hỏi truyền lại thông điệp này.  
Khi thiết bị tớ thực hiện các chức năng theo như yêu cầu, nó sẽ gửi một thông điệp cho chủ. Thông điệp này sẽ chứa địa chỉ của tớ và mã chức năng, dữ liệu theo yêu cầu, và một giá trị để kiểm tra lỗi.  
Trong các nhà máy, thiết bị đo hiện trường thường được kết nối với hệ thống điều khiển theo từng cặp dây xoắn “home run”. Khi các công cụ đo được kết nối với hệ thống I/O phân tán như NCS của Moore Industries thì sẽ có nhiều thiết bị được bổ sung, nhưng chỉ có một cặp dây xoắn đơn cần thiết để truyền tất cả dữ liệu.

3, Các chuẩn modbus nào đang được sử dụng phổ biến?

Hiện nay, có 03 chuẩn modbus truyền thông đang được sử dụng phổ biến trong công nghiệp tự động hóa là: Modbus RTU, Modbus ASCII, Modbus TCP. Tất cả các thông điệp được gửi sẽ thuộc cùng một format. Sự khác nhau duy nhất giữa 3 loại Modbus chính là cách thức mã hóa thông điệp. Cụ thể:

Modbus ASCII

Mọi thông điệp sẽ được mã hóa bằng hexadeci-mal nhờ sử dụng đặc tính ASCII 4 bit. Đối với mỗi một byte thông tin, sẽ cần có 2 byte truyền thông, nhiều hơn gấp đôi so với Modbus RTU hay Modbus /TCP. Theo đó, Modbus ASCII chậm nhất trong số 3 loại, nhưng lại rất thích hợp khi modem điện thoại hay kết nối sóng radio do ASCII sử dụng các tính năng phân biệt thông điệp. Nhờ có tính năng phân định này, mọi khó khăn trong phương tiện truyền dẫn sẽ không làm thiết bị nhận định sai thông tin. Điều này cực kỳ quan trọng khi đề cập đến các modem chậm, kết nối ồn, điện thoại di động hay các phương tiện truyền thông khó tính khác.

Modbus RTU

Dữ liệu được mã hóa theo hệ nhị phân và đặc biệt là chỉ cần một byte truyền thông cho một byte dữ liệu. Đây là thiết bị lí tưởng đối với RS 232 hay các mạng RS485 đa điểm. Tốc độ phổ biến nhất hiện nay là 9600 - 19200 baud.

Modbus TCP

Modbus /TCP là Modbus qua Ethernet. Thay vì sử dụng thiết bị này để kết nối với các thiết bị tớ, các địa chỉ IP được sử dụng. Với Modbus /TCP, dữ liệu Modbus được tóm gọn đơn giản trong một gói TCP/IP. Do đó, bất cứ mạng Ethernet hỗ trợ Modbus / IP sẽ ngay lập tức hỗ trợ cho Modbus /TCP.

Hợp Long địa chỉ số 1 Việt Nam chuyên phân phối thiết bị tự động hóa, thiết bị điện công nghiệp chính hãng với mức giá cạnh tranh. Chúng tôi có trụ sở, chi nhánh ở tất cả các thành phố lớn: Hà Nội, TP HCM, Hải Phòng, Cần Thơ, Đà Nẵng ...... sẵn sàng phục vụ 24/7 ngay khi quý khách có nhu cầu.  
Xem ngay:  
Thiết bị khử tĩnh điện là gì? Phân loại và ứng dụng  
Tụ bù là gì? Cấu tạo, phân loại và ứng dụng  
Phát xung - Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động