Modbus là giao thức truyền dữ liệu dựa trên mô hình yêu cầu-phản hồi. Trước đây được gọi là giao thức chủ-tớ (master-slave), tổ chức Modbus đã thay thế các thuật ngữ chủ và tớ (master-slave) bằng máy chủ và máy khách (master - slave) vào năm 2020.
DANH MỤC CHÍNH
Modbus được sử dụng để truyền thông tin giữa các thiết bị được kết nối với bus hoặc mạng qua đường truyền nối tiếp hoặc Ethernet và ngày càng sử dụng không dây.
Modbus là giao thức mạng được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Trường hợp sử dụng phổ biến nhất là giao tiếp giữa giao diện người-máy (Human-Machine Interface - HMI) hoặc hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control And Data Acquisition - SCADA) với cảm biến, bộ điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Controller - PLC) hoặc bộ điều khiển tự động hóa lập trình (PAC). Giao thức này cung cấp một cách tiết kiệm chi phí, không phụ thuộc vào phần cứng để cho phép các thiết bị tự động hóa khác nhau có thể tương tác với nhau.
Modbus phổ biến vì là mã nguồn mở, dễ sử dụng và được sử dụng ở mọi nơi, khiến nó trở thành giải pháp đáng tin cậy để truyền dữ liệu I/O và thanh ghi rời rạc hoặc tương tự giữa các thiết bị điều khiển.
Modbus là giao thức nhắn tin ở lớp ứng dụng, nằm ở cấp độ 7 của mô hình OSI. Cổng mặc định là 502 trên thiết bị máy chủ Modbus.
Modbus RTU (Remote Terminal Unit) là giao thức Modbus đầu tiên được Modicon (nay là Schneider Electric) systems công bố vào năm 1979 dưới dạng giao thức lập trình để sử dụng với PLC của mình.
Modbus là một giao thức mở nhưng từ "Modbus" là nhãn hiệu đã đăng ký của Schneider Electric.
Modbus RTU là một giao thức truyền thông nối tiếp đơn giản. Theo thời gian, nhu cầu về một tiêu chuẩn cho phép triển khai phức tạp hơn bằng các giao thức truyền tải phổ biến như Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) và User Datagram Protocol (UDP) ngày càng tăng. Được phát triển vào năm 1999, biến thể Modbus đã giải quyết được nhu cầu này.
Có hai loại kết nối nối tiếp Modbus, Modbus RTU và Modbus ASCII. Để thuận tiện, Modbus RTU và Modbus ASCII thường được gọi chung là Modbus RTU, được nhóm thành các biến thể sử dụng cáp nối tiếp.
Với Modbus RTU, dữ liệu được truyền dưới dạng nhị phân. Với Modbus ASCII, dữ liệu được trình bày dưới dạng ASCII có thể đọc được. Tin nhắn nhị phân ngắn hơn ASCII và về mặt lý thuyết, truyền và nhận nhanh hơn, trong khi tin nhắn ASCII có lợi thế là dễ dàng được quản trị viên theo dõi.
Một điểm khác biệt quan trọng đối với các nhà phát triển là tin nhắn Modbus RTU không có mã thông báo bắt đầu văn bản. Thay vào đó, thiết bị nhận trong giao dịch sẽ lắng nghe trong một khoảng thời gian "im lặng" để xác định thời điểm bắt đầu của tin nhắn mới. Tin nhắn ASCII có mã thông báo bắt đầu văn bản.
Các kết nối nối tiếp như Modbus RTU và Modbus ASCII là các kết nối điểm-điểm (P2P). P2P cung cấp một kênh giao tiếp giữa hai cổng và các giao dịch chỉ được khởi tạo bởi thiết bị khách hàng. Không nên nhầm lẫn giữa giao tiếp điểm-điểm với giao tiếp ngang hàng, đây là kết nối cho phép cả hai thiết bị bắt đầu giao tiếp. Một ví dụ về kết nối P2P phổ biến là sử dụng ổ USB.
Ngược lại với Modbus TCP, Modbus RTU chỉ có thể có một thiết bị khách hàng và tối đa 247 thiết bị máy chủ, tùy thuộc vào tiêu chuẩn tín hiệu vật lý được sử dụng và cần có một cổng riêng cho mỗi thiết bị.
Các kết nối nối tiếp sử dụng cáp nối tiếp dễ thiết lập hơn các kết nối Ethernet, trong đó phải cài đặt card mạng và một số phần mềm, đồng thời phải định cấu hình địa chỉ IP.
Modbus TCP – đôi khi được gọi là Modbus Ethernet – là một giao thức Ethernet công nghiệp sử dụng TCP/IP ở lớp truyền tải. Giao thức này được sử dụng để tạo mạng đa điểm, trong đó một thiết bị máy khách có thể giao tiếp với nhiều thiết bị máy chủ qua lớp Ethernet vật lý. Với Modbus TCP, một thông điệp được gói trong một gói TCP, sau đó được gói trong một gói IP, sử dụng tín hiệu điện Ethernet để truyền gói. Chức năng chính của TCP là đảm bảo các gói dữ liệu được nhận chính xác, trong khi IP đảm bảo các thông điệp được định địa chỉ và định tuyến chính xác.
Có hai loại kết nối Ethernet Modbus. Modbus TCP và các biến thể Modbus qua TCP thường được gọi chung là Modbus TCP. Modbus TCP là một gói Modbus TCP trong một gói TCP, trong khi Modbus qua TCP là một gói Modbus RTU trong một gói TCP. Nói một cách chính xác, loại sau có thể được gọi là Modbus RTU qua TCP, nhưng nó được nhóm với Modbus TCP vì nó sử dụng Ethernet.
Kết nối Ethernet nhanh hơn kết nối nối tiếp mặc dù tốc độ thường không phải là yêu cầu quan trọng đối với hoạt động của nhiều thiết bị Modbus, chẳng hạn như báo cáo nhiệt độ. Nó cũng đáng tin cậy hơn và cho phép truyền dữ liệu qua khoảng cách xa hơn.
Trái ngược với Modbus RTU, Modbus TCP cho phép nhiều thiết bị sử dụng một cổng mạng duy nhất và các thông báo bao gồm tiêu đề 7 byte, được gọi là tiêu đề giao thức ứng dụng Modbus (MBAP). Tiêu đề MBAP xác định Đơn vị dữ liệu ứng dụng Modbus (ADU) được sử dụng, chính nó được sử dụng để xác định giao thức truyền tải sẽ được sử dụng. Modbus TCP cho phép kết nối đồng thời hàng nghìn thiết bị máy chủ và hỗ trợ nhiều thiết bị máy khách trong một mạng.
Có những biến thể khác của giao thức Modbus ban đầu được phát triển cho các trường hợp sử dụng cụ thể. Pemex Modbus và Enron Modbus được phát triển để hỗ trợ dữ liệu luồng sự kiện và lịch sử trong các ngành công nghiệp dầu khí và xăng dầu. Enron Modbus hỗ trợ gốc các số nguyên 32 bit và các biến dấu phẩy động.
Modbus bao gồm phần cứng HMI, giao diện và mô-đun I/O, cảm biến, modem, bộ điều khiển thiết bị, PLC, cổng mạng, bộ điều hợp máy chủ mạng, bộ biến tần AC/DC, RTU, phần cứng SCADA, trình điều khiển thiết bị phần mềm, thiết bị nhà thông minh, bộ định tuyến, v.v.
Phần lớn các triển khai Modbus trong thế giới thực là dành cho các thiết bị truyền một lượng nhỏ dữ liệu cùng một lúc trong các tình huống mà tốc độ không phải là yêu cầu quan trọng, ví dụ như giám sát nhiệt độ.
Giao thức Modbus Security được công bố vào năm 2018 để triển khai một số tính năng bảo mật mà không thực hiện bất kỳ thay đổi nào đối với thông số kỹ thuật ban đầu.
Secure Modbus sử dụng Transport Layer Security (TLS). Giao thức này cung cấp quyền ủy quyền dựa trên chứng chỉ sử dụng thông tin vai trò được chuyển qua phần mở rộng chứng chỉ. Quyền ủy quyền dành riêng cho sản phẩm và được trình xử lý mã chức năng Modbus gọi. Giao thức này cũng cung cấp xác thực dựa trên chứng chỉ.
Nguồn: Tổng hợp - Sưu tầm
ÂM THANH THÔNG BÁO
TĂNG ÂM THÔNG BÁO
MIC - MICROPHONE
LOA - MEGAPHONE
THIẾT BỊ HỘI THẢO
PRO-SOUND
THIẾT BỊ ĐẦU VÀO
