Toimialastandardi teollisuuden viestintäprotokollille: Modbus-tietoliikenneprotokolla

Modbus on Modiconin (nykyisin Schneider Electric) vuonna 1979 julkaisema sarjaliikenneprotokolla, joka on tarkoitettu kommunikointiin ohjelmoitavien logiikkaohjaimien (PLC) kanssa. Modbusista on tullut teollisuuden tietoliikenneprotokollien tosiasiallinen standardi teollisuussektorilla, ja se on nykyään yleisesti käytetty yhteysmenetelmä teollisuuden elektronisten laitteiden välillä. Tärkeimmät syyt, miksi Modbusia käytetään muita viestintäprotokollia laajemmin, ovat: • Se on julkisesti saatavilla eikä sillä ole tekijänoikeusvaatimuksia. • Se on helppo ottaa käyttöön ja huoltaa. • Toimittajille ei ole monia rajoituksia paikallisten bittien tai tavujen muokkaamiselle ja siirtämiselle. Modbus mahdollistaa useiden (noin 240) laitteen yhdistämisen samaan verkkoon viestintää varten. Esimerkiksi lämpötilaa ja kosteutta mittaava laite voi lähettää tulokset tietokoneelle. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) -järjestelmissä Modbusia käytetään yleensä valvontatietokoneiden ja etäpääteyksiköiden (RTU) yhdistämiseen. Protokollaversiot: Tällä hetkellä Modbus-protokollasta on olemassa versioita, joita käytetään sarjaporteissa, Ethernetissä ja muissa verkoissa, jotka tukevat Internet-protokollia. Suurin osa Modbus-laitteiden viestinnästä tapahtuu sarja-EIA-485-fyysisen kerroksen kautta. Sarjayhteyksille on olemassa kaksi muunnelmaa, jotka eroavat hieman numeerisen datan esittämisen ja protokollan yksityiskohtien suhteen. Modbus RTU on kompakti tapa esittää dataa binäärimuodossa, kun taas Modbus ASCII on ihmisen -luettava ja monisanainen esitys. Molemmat versiot käyttävät sarjaliikennettä. RTU-muodossa olevia komentoja/tietoja seuraa syklistä redundanssitarkistusta käyttävä tarkistussumma, kun taas ASCII-muodossa käytetään tarkistussummaa pitkittäisen redundanssitarkistuksen kanssa. RTU-variantiksi määritetyt solmut eivät kommunikoi ASCII-variantiksi asetettujen solmujen kanssa ja päinvastoin. TCP/IP-yhteyksille (kuten Ethernet) on olemassa useita Modbus/TCP-muunnelmia, jotka eivät vaadi tarkistussumman laskentaa. Kaikki kolme viestintäprotokollaa ovat identtisiä tietomallien ja toimintokutsujen suhteen; vain kapselointimenetelmät ovat erilaisia. Modbusilla on laajennettu versio nimeltä Modbus Plus (Modbus+ tai MB+), mutta tämä protokolla on Modiconin oma ja erilainen kuin Modbus. Se vaatii erillisen apuprosessorin käsittelemään HDLC:tä vastaavan{27}}nopeaa token-kiertoa. Se käyttää 1 Mbit/s kierrettyjä parikaapeleita, ja jokainen solmu on varustettu muunnoseristyslaitteella, joka käyttää muunnos-/reunaliipaisua jännitteen/tason liipaisun sijaan. Modbus Plus:n liittäminen tietokoneeseen vaatii erityisen liitännän, yleensä ISA (SA85), PCI- tai PCMCIA-väyliä tukevan kortin.