Giao tiếp là một hình thức truyền đạt thông tin giữa hai hoặc nhiều đối tượng. Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, máy móc/ thiết bị sẽ giao tiếp với nhau theo một tiêu chuẩn – giao thức chung người ta gọi là “giao thức truyền thông”.
Hiện nay có tới hàng nghìn giao thức truyền thông đáp ứng nhiều lĩnh vực, ngành nghề khác nhau. Trong bài viết này, BKAS Co Ltd sẽ cùng các bạn tìm hiểu về giao thức phổ biến nhất – Giao thức Modbus.
1. Giao thức Modbus
Modbus là một giao thức truyền dữ liệu dựa trên mô hình request – response (hỏi – phản hồi). Việc truyền dữ liệu này được thực hiện giữa thiết bị master và thiết bị slave. Vào năm 2020, tổ chức Modbus đã thay thế thuật ngữ master-slave bằng thuật ngữ server-client.
Modbus truyền dữ liệu giữa các thiết bị bằng cách kết nối chúng tới cùng 1 bus truyền thông hoặc mạng máy tính thông qua dây Serial hoặc kết nối Ethernet.
Hình 1: Kết nối Modbus
Modbus là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Trường hợp sử dụng phổ biến nhất và giao tiếp giữa PLC-PLC, PLC-HMI, PLC và cảm biến hoặc hệ thống SCADA và PLC. Nó cung cấp một giải pháp tiết kiệm chi phí, không phụ thuộc vào phần cứng và tương thích với nhiều thiết bị tự động hoá khác nhau.
Modbus phổ biến vì nó là mã nguồn mở, dễ sử dụng và được sử dụng ở mọi nơi, khiến nó trở thành một giải pháp đáng tin cậy để truyền dữ liệu Analog/ Digital giữa các thiết bị điều khiển.
Giao thức Modbus có một số biến thể khác nhau, phổ biến nhất là:
- Modbus RTU: sử dụng đường truyền Serial
- Modbus TCP: sử dụng đường truyền Ethernet
- Secure Modbus: được phát hành vào năm 2018 bổ sung thêm nhiều tính năng bảo mật
2. So sánh Modbus RTU và Modbus TCP
*Bảng so sánh không đề cập đến vấn đề học thuật chuyên sâu
|
Tiêu chí |
Modbus RTU | Modbus TCP |
|
Kết nối |
Serial: RS-232/422/485 | Ethernet: LAN / Wifi |
|
Tốc độ |
Khoảng cách ngắn, tốc độ chậm |
Khoảng cách xa hơn, tốc độ truyền cao hơn |
|
Số lượng Client |
1 |
>1 tuỳ vào thiết bị |
|
Số lượng Server |
Đạt tới 247 thiết bị |
Tối đa 255 thiết bị Server cho mỗi dải IP |
|
Độ ổn định |
Độ ổn định thấp, do ảnh hưởng bởi nhiễu hoặc tổng trở thay đổi khi thêm hoặc bớt thiết bị |
Ổn định cao |
|
Chi phí |
Chi phí thấp |
Các thiết bị cùng option nhưng sử dụng Modbus TCP sẽ có chi phí cao hơn |
| Sử dụng | Nối dây phức tạp, khó khăn khi kết nối trực tiếp với máy tính vì máy tính chỉ giới hạn số lượng cổng kết nối |
Đơn giản, dễ sử dụng. |
Bảng 1: So sánh Modbus RTU và Modbus TCP
3. Chuyển đổi Modbus RTU sang Modbus TCP
Ở phần 2, chúng ta thấy được Modbus TCP có ưu điểm vượt trội hơn Modbus RTU ở nhiều mặt cả về kĩ thuật lẫn kết nối sử dụng. Để nâng cấp từ Modbus RTU sang Modbus ta có nhiều cách, nhưng thông thường nhất là sử dụng bộ chuyển đổi Modbus RTU sang Modbus TCP.
BKAS Co Ltd xin đề xuất với Quý bạn đọc bộ Chuyển đổi Modbus RTU sang Modbus TCP của Thương hiệu ATOP technologies. Đây là một nhà sản xuất thiết bị mạng công nghiệp đến từ Đài Loan.
Hình 2: Bộ chuyển đổi tín hiệu Modbus RTU sang Modbus TCP
MB5201 là bộ chuyển đổi tín hiệu Modbus RTU/ASCII sang Modbus TCP, hỗ trợ 1 cổng Serial và 1 cổng Ethernet tốc độ 10/100Mbps, cấu hình thông qua Web Server page / cổng console/ Windows Utility. Cổng serial hỗ trợ RS485/232/422 được cấu hình thông qua phần mềm; tốc độ baud từ 1200~230,400 bps.
Thiết bị được thiết kế hoạt động trong môi trường công nghiệp, dải nhiệt độ từ -40°C ~ 70°C, hoạt động tốt trong môi trường nhiễu cao EMC. MB5201 hỗ trợ nguồn dự phòng (redundant power) có bảo vệ phân cực ngược, kết nối đồng thời tới 2 nguồn DC 9 ~ 30V, đảm bảo cho thiết bị hoạt động liên tục.
4. Thử nghiệm Modbus
Chúng ta có thể thử nghiệm giao thức Modbus với các phần mềm mô phỏng:
- Client: Modbus Poll (link tải cuối bài viết)
- Server: Modbus Slave (link tải cuối bài viết)
Hình 3: Phần mềm Modbus Poll
Trên đây là bài viết về giao thức Modbus. Cảm ơn Quý bạn đọc đã quan tâm theo dõi.
Quý khách hàng có nhu cầu về các sản phẩm – dịch vụ tự động hoá vui lòng liên hệ.
Xem thêm
- Phần mềm thử nghiệm: Download
- Video kết nối thử nghiệm Modbus RTU: Youtube
- Video kết nối thử nghiệm Modbus TCP: Youtube
