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Modbus在物联网IOT存在的重要性

时间:2024-07-03 阅读量:31

我们基本上已经把Modbus的起源、定义和重要的概念及内容(数据模型、地址模型、功能码、错误检查等)全部介绍过了。

 

这期重点和大家分享Modbus在物联网IOT的应用。

 

前言

 

由于Modbus是一个以工业为主导的通信协议,它在物联网(IoT)领域中的角色是不可避免的,并且在工业物联网(IIoT)/工业4.0领域中占据着重要地位。

 

基于Modbus协议的系统在自动化和控制行业的互联网连接中发挥着重要作用。在这些行业中,Modbus协议主要用于与监控控制与数据采集系统(SCADA)或建筑管理系统(BMS)中等形成重要的桥梁

 

一个启用了Modbus协议的物联网设备,通过一个物联网平台(基本上是一个IIoT网关)连接到Modbus设备,该平台能够控制多个进行Modbus通信的设备,通过互联网建立一个安全的双向通信连接。这种通过Modbus通信协议实现的安全双向连接有助于避免使用VPN、防火墙和其他复杂网络的需求。

 

此外,Modbus协议在工业物联网行业的影响显著提升了工业组织的运行效率、稳定性、效率和连通性,从而降低了成本和时间消耗,并提高了制造业的整体生产力。

 

无线Modbus

 

在工业应用中使用无线设备的主要好处是安装成本的节省(布线基础设施)。无线技术使过程控制工程师能够快速且经济高效地从现场/工厂地板或可能的其他远程位置随时获取实时数据,这对于工业自动化和过程控制系统至关重要。

 

通过无线传输的Modbus对控制系统或主机是透明的,主机系统不知道是否存在无线Modbus网络,因为它不需要处理它。当Modbus主设备向从设备发出请求,数据包到达发射无线电时,该无线电通常会重新排序数据包,然后进行加密再传输。一旦RF(无线电频率)数据包被“从设备”无线电接收,它会解密它们并将它们重新组织成一个有效的Modbus数据包。

 

假设数据包没有损坏或损坏,它将被发送到目标从设备。从设备将响应主设备,然后过程再次开始。特别要注意Modbus通信参数中的“超时”。超时是Modbus主设备等待从设备响应的时间,然后尝试重新传输。

 

根据无线电通信的效果,数据包可能会延迟,导致不必要的重试和重新传输。今天,这些参数大多数都可以管理以有效传输Modbus数据包。然而,在实施无线Modbus网络之前,进行适当的无线电站点调查,包括信号强度和频谱噪声分析,以减轻任何通信问题至关重要。

 

Modbus网络可以相对容易地设置为通过无线链路工作,如下图所示:

 

本质上,所有无线链路所做的就是用每个网络端的发射器/接收器替换双绞线。这很重要,因此您可以咨询我们,以帮助您选择适合您工业应用的正确无线硬件。

 

Modbus在物联网的未来发展
 

在物联网中作为管理设备的本地接口常用的协议是Modbus。当然,Modbus也是工业自动化中最普遍的通信协议,而连接自动化电子设备最常用的手段,那就是物联网(IOT)

 

为什么会这样?为什么Modbus对工业自动化行业以及物联网有如此大的影响,以至于它至今仍然是21世纪领先的工业网络之一?以下有几个原因。

1.Modbus是第一个被广泛接受的现场总线标准。在很短的时间内,数百家供应商在他们的设备中实现了Modbus消息系统,Modbus成为了工业通信网络的实际标准。

2.标准传输。Modbus RTU命令的传输层也很容易理解。它使用RS485,这是一个支持多达32个节点的差分通信标准,适用于多种总线配置。RS485提供了优于RS232电气标准的抗噪声能力。

3.Modbus实现了非常简单的数据表示。Modbus非常容易理解。其主要目的仅仅是在RTU主设备(Modbus TCP中的客户端)和RTU从设备(Modbus TCP中的服务器)之间移动数据。

4.Modbus之所以如此成功的另一个原因是,它能够被非程序员轻易理解。实验室仪器、计量器、测量设备等行业的工程师能够轻松理解线圈/寄存器的概念以及读取和写入它们的简单命令。

简而言之:虽然存在并正在开发'更现代'的可替代通信协议,但Modbus在未来很长一段时间内都会存在,甚至可能比我们想象的还要长久。


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