Che cos'è effettivamente il Modbus, come funziona e quali vantaggi offre?

Che cos'è in realtà il Modbus?

Modbus è un protocollo di comunicazione che può essere utilizzato per scambiare dati tra un master e diversi slave. Il protocollo è stato sviluppato da Gould-Modicon nel 1979 per consentire ai controllori logici programmabili di comunicare tra loro. Invece di un complesso cablaggio a stella, il protocollo Modbus consente un'installazione più semplice ed efficiente in termini di risorse.

Come funziona Modbus?

Modbus consente a un client centrale, come un sistema di gestione degli edifici (BMS), e a diversi server, ad esempio sistemi di misurazione e controllo (sensori), di comunicare tra loro. Questa connessione può avvenire sia via Ethernet che tramite interfacce seriali come RS232 o RS485.
La trasmissione wireless è possibile anche tramite Modbus senza fili/ W-Modbus. Con questo programma S+S Regeltechnik è il primo produttore nel settore dell'automazione degli edifici e della sensoristica a offrire questo programma. Nella comunicazione via Modbus, tutti i partecipanti devono avere un indirizzo univoco. La comunicazione viene normalmente avviata dal client/sistema di gestione dell'edificio e il server/sensore indirizzato risponde.
Modbus supporta diverse modalità operative, tra cui Modbus RTU, Modbus ASCII e Modbus TCP.

Quali sono i vantaggi di Modbus?

  • Ottima scalabilità
  • Riduzione dei costi grazie alla semplicità di installazione
  • Nessun costo di licenza
  • Modbus consente di collegare dispositivi di produttori diversi
  • Sostituzione o espansione flessibile
  • Semplice integrazione in una rete esistente
  • Risoluzione dei problemi semplice e veloce
  • Possibilità di impostazioni personalizzate per ogni dispositivo

 

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Quali vantaggi offre il Modbus?

  • Ottima scalabilità

  • Riduzione dei costi grazie alla semplicità di installazione

  • Nessun costo di licenza

  • Modbus permette di collegare dispositivi di un'ampia gamma di produttori

  • Sostituzione o estensione flessibile

  • Semplice integrazione in una rete esistente

  • Risoluzione dei problemi semplice e veloce

  • Possibilità di impostazioni individuali per ogni dispositivo

Protocolli e standard Modbus

Esistono due tipi principali di protocolli Modbus: Modbus TCP/IP, utilizzato per le reti che utilizzano il protocollo TCP/IP, e Modbus RTU, utilizzato per la comunicazione seriale. Entrambi svolgono la stessa funzione, ma sono ottimizzati per il rispettivo mezzo di comunicazione.

Modbus TCP/IP vs Modbus RTU

  • Modbus RTU

    Modbus RTU (Remote Terminal Unit) è una delle implementazioni più comuni del protocollo Modbus, progettato per la comunicazione seriale e ampiamente utilizzato negli ambienti industriali per il collegamento di dispositivi elettronici. A differenza del Modbus TCP/IP, che è stato progettato per la compatibilità con le reti Ethernet e TCP/IP, il Modbus RTU è specificamente concepito per i dispositivi e le connessioni seriali, come RS-485 e RS-232.

    Modbus RTU è un protocollo binario che fornisce un modo semplice ed efficiente ai dispositivi, spesso chiamati slave, di comunicare con un dispositivo di controllo, il master. Si tratta di un protocollo sincrono, in quanto ogni byte a 8 bit di un messaggio viene inviato in sequenza e incorniciato da un bit di avvio e di stop. Questa semplice struttura aumenta in particolare la velocità di trasmissione dei dati, rendendolo molto efficace per le applicazioni in tempo reale.

  • Modbus TCP/IP

    Modbus TCP/IP è un'estensione del protocollo Modbus tradizionale che consente di comunicare su una rete TCP/IP. Questo adattamento non solo conserva la semplicità e l'affidabilità del protocollo Modbus RTU originale (seriale), ma consente anche l'integrazione nelle moderne architetture di rete, rendendolo più adatto ad applicazioni su larga scala e basate su Internet.

    Fondamentalmente, Modbus TCP/IP utilizza lo stesso modello del Modbus classico, ossia un modello client-server (o master-slave). Tuttavia, a differenza di Modbus RTU, che trasmette i dati tramite connessioni seriali, Modbus TCP/IP lo fa tramite reti TCP/IP. Ciò significa che utilizza connessioni Ethernet e può essere trasmesso via Internet.

  • Modbus ASC II

    Modbus ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è un'altra variante del protocollo Modbus per la comunicazione seriale che codifica i dati come caratteri ASCII, a differenza di Modbus RTU, che codifica i dati in binario. Il Modbus ASCII è particolarmente utile negli ambienti in cui la trasparenza e la leggibilità dei dati hanno la precedenza sulla velocità di trasmissione.

    Modbus ASCII rappresenta ogni byte di dati come due caratteri ASCII, il che aumenta le dimensioni del pacchetto di messaggi ma facilita il monitoraggio e la risoluzione dei problemi, in quanto il contenuto del pacchetto può essere letto senza dover ricorrere a un software specializzato per decodificarlo. Ciò può essere particolarmente utile per la risoluzione dei problemi e negli ambienti di formazione, dove la comprensione del flusso di dati può aiutare a diagnosticare i problemi più rapidamente.

Eliminare i guasti nella rete Modbus: è possibile?

La risoluzione dei problemi è estremamente semplice con i sistemi Modbus. La funzione integrata di diagnosi degli errori può essere utilizzata per richiamare lo stato di errore tramite l'interrogazione del bus e determinare il punto esatto di errore nel sistema. A parte questo, i cavi del bus devono sempre essere controllati per verificare che non vi siano guasti o connessioni allentate. Le varianti del dispositivo dotate di display sono particolarmente facili da usare: in caso di guasto (ad es. comunicazione interrotta), il display visualizza un messaggio diagnostico in testo semplice. Ciò significa che è possibile conoscere immediatamente lo stato attuale del dispositivo. Ciò consente un enorme risparmio di tempo e denaro.

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