Giao thức truyền thông Modbus là gì? Tìm hiểu Modbus TCP/IP và Modbus RTU
Giao thức truyền thông Modbus RTU và Modbus TCP là giao thức hầu như gặp trong tất cả nhà máy công nghiệp, điện lực, thủy điện, thép, trung tâm dữ liệu, sân bay. Tuy nhiên vẫn có nhiều thông tin chưa được mô tả đầy đủ. Hôm này hãy cùng Diencn247 tìm hiểu chi tiết về giao thức phổ thông phổ biến nhất hiện nay nhé!
1. Giao thức Mở (Open Protocol)
- Giao thức mở là giao thức có thể được sử dụng bởi bất kỳ công ty hoặc tổ chức nào mà không cần trả phí.
- Modbus là một giao thức mở, cho phép các nhà cung cấp khác nhau sử dụng mà không phải trả phí bản quyền.
2. Lịch sử và Mục đích của Modbus
- Modbus được công ty Modicon (nhà sản xuất PLC đầu tiên) thiết kế vào giữa những năm 1970.
- Mục đích ban đầu là liên kết PLC với các thiết bị thông minh khác bằng cách sử dụng khái niệm chủ-tớ (master-slave).
- Ban đầu chỉ dành cho Modicon, sau đó được công bố là giao thức mở, miễn phí bản quyền.
- Modbus giải quyết thách thức về giao tiếp giữa các nhà cung cấp khác nhau trong môi trường công nghiệp. Ví dụ, nó cho phép PLC của Allen Bradley giao tiếp với PLC của Siemens.
3. Các Loại Giao thức Modbus
3.1. Modbus RTU
- Cấu trúc: Hoạt động theo mô hình chủ-tớ (master-slave).
- Master: Thiết bị yêu cầu thông tin (ví dụ: Siemens PLC).
- Slave: Các thiết bị cung cấp thông tin cho master (ví dụ: các thiết bị trường).
- Định danh thiết bị: Mỗi thiết bị slave có một ID đơn vị (Unit ID) duy nhất.
- Cáp vật lý: Sử dụng RS485 hoặc RS232.
- Quy tắc giao tiếp: Chỉ master mới có thể khởi tạo lệnh; slave chỉ phản hồi.
- Giới hạn thiết bị: Có thể kết nối tối đa 247 thiết bị. Có thể kết nối 32 thiết bị mà không cần bộ lặp (repeater); nếu nhiều hơn, cần sử dụng bộ lặp sau mỗi 32 thiết bị.
3.2. Modbus TCP/IP
- Cấu trúc: Hoạt động theo mô hình máy chủ-máy khách (server-client).
- Server: Thiết bị cung cấp thông tin (ví dụ: Siemens PLC).
- Client: Các thiết bị yêu cầu thông tin.
- Định danh thiết bị: Mỗi thiết bị có một địa chỉ IP duy nhất.
- Cáp vật lý: Sử dụng Ethernet.
- Khoảng cách: Không giới hạn khoảng cách nhờ khả năng sử dụng cáp quang.
- Quy tắc giao tiếp: Bất kỳ thiết bị nào trên mạng Modbus TCP/IP đều có thể gửi lệnh, do đó tất cả các thiết bị đều có thể hoạt động như một master (mặc dù trong thực tế thường chỉ có một master).
Tham khảo thiết bị chuyển đổi giao thức Modbus RTU sang Modbus TCP - Mgate MB3170
Hướng dẫn cài đặt Gateway: Link
4. Các Loại Dữ liệu và Vùng Nhớ trong Modbus
- Discrete Inputs (Đầu vào rời rạc): Lưu trữ thông tin của các thiết bị trường có hai trạng thái (ví dụ: bật/tắt).
- Coil Outputs (Đầu ra cuộn dây): Lưu trữ tín hiệu đầu ra rời rạc (bật/tắt, cao/thấp).
- Input Registers (Thanh ghi đầu vào): Lưu trữ giá trị đầu vào analog (ví dụ: nhiệt độ, mức, lưu lượng).
- Holding Registers (Thanh ghi giữ): Lưu trữ giá trị đầu ra analog.
