Sekolah Kontrol Industri: Interpretasi protokol komunikasi Modbus [Koleksi Yi]

Sekolah Kontrol Industri: Interpretasi protokol komunikasi Modbus [Koleksi Yi]

Sebagai pengontrol industri, protokol komunikasi Modbus pasti sudah familiar bagi Anda. Protokol komunikasi Modbus dapat dikatakan sebagai protokol komunikasi yang paling banyak digunakan di bidang otomatisasi industri. Karena keterbukaan, skalabilitas, dan standarisasinya, protokol ini telah menjadi standar industri umum.

Pada tahun 1979, Schneider Electric mengembangkan protokol bus Modbus untuk bidang industri. Saat ini, banyak komunikasi RS485 di industri menggunakan protokol Modbus, sehingga hari ini kita akan memahami protokol komunikasi Modbus.

Modbus adalah protokol komunikasi yang dikembangkan oleh Modicon untuk komunikasi PLC-nya. Ini juga merupakan protokol bus pertama di dunia yang benar-benar digunakan di bidang industri. Jaringan Modbus adalah sistem komunikasi industri, yang dibentuk dengan menghubungkan pengontrol yang dapat diprogram dengan terminal cerdas dan komputer melalui jalur publik atau jalur khusus lokal. Struktur sistemnya mencakup perangkat keras dan perangkat lunak. Sistem ini dapat diterapkan pada berbagai akuisisi data dan pemantauan proses.

Fitur Modbus:

(1) Standar dan terbuka, pengguna dapat menggunakan protokol Modbus secara gratis dan dengan percaya diri, tanpa membayar biaya lisensi, dan tidak akan melanggar hak kekayaan intelektual.

(2) Modbus dapat mendukung berbagai antarmuka listrik, seperti RS-232, RS-485, dll., dan juga dapat ditransmisikan melalui berbagai media, seperti twisted pair, serat optik, nirkabel, dll.

(3) Format frame Modbus sederhana, ringkas, dan mudah dipahami. Mudah digunakan oleh pengguna dan mudah dikembangkan oleh produsen.

Sejak awal kemunculannya pada tahun 1979, Modbus telah menjadi standar industri di bidang komunikasi industri. Modbus asli hanya mendukung port serial, yang dibagi menjadi mode transmisi sinyal Rtu dan ACSII (biasanya berbasis media komunikasi serial RS485). Seiring perkembangan zaman, Modbus memiliki versi TCP baru, yang dapat berkomunikasi melalui Ethernet. Selain itu, Modbus juga memiliki versi ModbusPlus yang khusus untuk Modicon.

Modbus adalah mode komunikasi master/slave dengan satu stasiun master. Ia terdiri dari 1 sub-stasiun dan beberapa stasiun slave, memungkinkan beberapa perangkat untuk berkomunikasi dalam jaringan yang sama.

Pengenalan tiga protokol komunikasi Modbus:

ModbusTCP, Ethernet, RJ45.

ModbusRTU/ASCII, komunikasi serial asinkron, RS232/485/422, serat optik, nirkabel

ModbusPlus, jaringan token passing berkecepatan tinggi, kabel koaksial, atau kabel optik.

Di antara semuanya, ModbusRTU dan ModbusTCP adalah yang paling umum digunakan.

Perbandingan mode transmisi sinyal

1. RTU dan ASCII

1. Protokol ModbusASCII memiliki tag awal dan akhir, sedangkan ModbusRTU tidak.

Hal ini membuat pemrosesan paket data dalam protokol ASCII menjadi lebih mudah.

Sebagai contoh: interval transmisi antar paket data dalam protokol ASCII dapat mencapai 1 detik (umumnya tidak lebih dari 1 detik, jika lebih dari 1 detik perangkat penerima menganggapnya sebagai kesalahan).

Protokol RTU menetapkan bahwa waktu pengiriman atau penerimaan antara setiap dua byte tidak boleh melebihi 3,5 kali waktu transmisi karakter, jika tidak, akan dianggap sebagai awal dari frame baru jika waktu yang ditentukan terlampaui.

2. Protokol ASCII memiliki keterbacaan yang tinggi dan efisiensi transmisi yang rendah.

Karena protokol ASCII mengirimkan semua karakter ASCII yang terlihat, tahap debugging akan lebih intuitif.

Namun, ini juga merupakan kelemahannya pada saat yang bersamaan. Peningkatan keterbacaan menyebabkan efisiensi transmisi komunikasi yang rendah. Misalnya, untuk mengirimkan angka heksadesimal 0xF9, ASCII akan mengirimkan dua karakter 'F' dan '9' untuk menyelesaikan transfer.

Sebagai protokol komunikasi yang digunakan di bidang industri, Modbus terutama ditujukan untuk pekerja terampil dan insinyur. Protokol ini tidak memerlukan keterbacaan yang tinggi. Sebaliknya, jumlah data yang ditransmisikan umumnya relatif besar, sehingga jarang digunakan di bidang industri. Protokol ASCII lebih banyak digunakan.

3. Prosedur verifikasi yang berbeda

RTU menggunakan verifikasi CRC, sedangkan ASCII menggunakan verifikasi LRC. Prosedur pemeriksaan LRC lebih sederhana daripada prosedur pemeriksaan CRC. Kedua metode verifikasi ini akan dijelaskan secara rinci dalam artikel selanjutnya.

2. TCP dan RTU

1. Konsepnya berbeda: Modbus adalah protokol pertukaran data kontrol industri standar. Modbus dapat menggunakan RTU dan ASCII untuk transmisi data protokol secara timbal balik. RTU menggunakan data biner. Metode ini mengirimkan data secara langsung, sedangkan TCP mengkonversi setiap byte data biner menjadi string heksadesimal dua digit tetap, kemudian menggabungkannya secara berurutan untuk mengirimkan data dalam bentuk kode TCP. Secara umum, metode RTU adalah yang paling banyak digunakan.

2. Metode komunikasi yang berbeda: Ethernet, mode komunikasi yang sesuai adalah ModbusTCP. Transmisi serial asinkron (berbagai media seperti kabel RS-232-/422/485/; serat optik, nirkabel, dll.), mode komunikasi yang sesuai adalah ModbusRtu atau ModbusASCII. Jaringan token passing berkecepatan tinggi, mode komunikasi yang sesuai adalah ModbusPLUS.

Kode fungsi Modbus