Modbus FAQ: Over de Modbus-Organisatie
Wie is de Modbus-Organisatie?
De Modbus-Organisatie is een onafhankelijke, op leden gebaseerde, non-profit organisatie (die opereert als een bedrijfsvereniging onder de Amerikaanse belastingwet 501 (c) 6). Het is een groep van onafhankelijke gebruikers en leveranciers van automatiseringsapparatuur die de adoptie van het Modbus communicatieprotocol suite en de evolutie naar architecturen voor gedistribueerde automatiseringssystemen in meerdere marktsegmenten wil stimuleren. De Modbus Organization biedt de infrastructuur voor het verkrijgen en delen van informatie over de protocollen, hun toepassing en apparaatcertificering om de implementatie door gebruikers te vereenvoudigen. De Modbus Organization en haar leden zullen de evolutie van het Modbus TCP/IP protocol aansturen.
Wat is de relatie tussen Modbus, de Modbus Organization en Schneider Electric?
Modicon, tegenwoordig Schneider Electric, introduceerde het Modbus protocol op de markt in 1979. Schneider Automation ondersteunde en onderhield de Modbus site in het verleden. In het besef van de belangrijke rol die het protocol op de markt moet spelen, heeft Schneider Electric geholpen bij de ontwikkeling van een onafhankelijke organisatie van ontwikkelaars en gebruikers: The Modbus Organization.
Kan ik lid worden van de Modbus Organization?
Individuen en instellingen worden aangemoedigd om lid te worden van de Modbus Organization. De aanvraag geeft een overzicht van de categorieën van lidmaatschap en de bijbehorende voordelen en verantwoordelijkheden. Neem contact met ons op als u vragen heeft.
Zijn er bepaalde industrieën die voordeel kunnen halen uit het gebruik van het Modbus protocol?
Modbus is niet industrie-specifiek en wordt gebruikt in een breed scala van industrieën. De gemene deler is de berichtenstructuur die alle apparaten ondersteunen. In antwoord op de vraag van klanten heeft de halfgeleiderindustrie een Network Communication Standard en een Object Messaging Protocol geïmplementeerd dat gebruik maakt van Modbus TCP/IP. Hierdoor kunnen SEMI Sensor Bus compatibele sensoren met elkaar communiceren via Modbus TCP/IP.
Modbus FAQ: Over het Protocol
Wat is Modbus ® protocol?
Modbus Protocol is een berichtenstructuur ontwikkeld door Modicon in 1979. Het wordt gebruikt om client-server communicatie tussen intelligente apparaten tot stand te brengen. Het is een de facto standaard, echt open en het meest gebruikte netwerkprotocol in de industriële productie-omgeving. Het is door honderden leveranciers op duizenden verschillende apparaten geïmplementeerd voor de overdracht van discrete/analoge I/O- en registergegevens tussen besturingsapparaten. Het is een lingua franca of gemeenschappelijke noemer tussen verschillende fabrikanten. In een rapport wordt het de “de facto standaard voor multi-vendor integratie” genoemd. Industrie analisten hebben gemeld dat er meer dan 7 miljoen Modbus nodes in Noord-Amerika en Europa alleen.
Waar Modbus ® wordt gebruikt?
Modbus wordt gebruikt in meerdere client-server toepassingen om apparaten te bewaken en te programmeren; om te communiceren tussen intelligente apparaten en sensoren en instrumenten; om veldapparatuur te bewaken met behulp van PC’s en HMI’s. Modbus is ook een ideaal protocol voor RTU-toepassingen waarbij draadloze communicatie vereist is. Om deze reden wordt het gebruikt in talloze gas- en olie- en onderstationtoepassingen. Maar Modbus is niet alleen een industrieel protocol. Bouw, infrastructuur, transport en energie toepassingen maken ook gebruik van de voordelen.
Wat is Modbus TCP/IP protocol?
TCP/IP is het gemeenschappelijke transport protocol van het Internet en is eigenlijk een set van gelaagde protocollen, die een betrouwbaar datatransport mechanisme tussen machines verschaft. Ethernet is de de facto standaard geworden voor bedrijfssystemen, dus het is geen verrassing dat het ook de de facto standaard is geworden voor fabrieksnetwerken. Ethernet is geen nieuwe technologie. Het is volwassen geworden tot het punt dat de kosten van de uitvoering van dit netwerk oplossing is gedaald tot waar de kosten is evenredig met die van de hedendaagse veld-bussen.
Het gebruik van Ethernet TCP / IP in de fabriek maakt een echte integratie met het corporate intranet en MES-systemen die de fabriek te ondersteunen. Om Modbus de 21e eeuw binnen te loodsen, werd in 1999 een open Modbus TCP/IP specificatie ontwikkeld. De protocol specificatie en implementatie gids zijn beschikbaar voor download (www.modbus.org/specs).
Combinatie van een veelzijdig, schaalbaar, en alomtegenwoordig fysiek netwerk (Ethernet) met een universele netwerk standaard (TCP/IP) en een leverancier-neutrale data representatie, Modbus geeft een echt open, toegankelijk netwerk voor de uitwisseling van procesgegevens. Het is eenvoudig te implementeren voor elk apparaat dat TCP/IP sockets ondersteunt.
Waar wordt Modbus TCP/IP gebruikt?
Modbus TCP/IP is alomtegenwoordig geworden vanwege zijn openheid, eenvoud, lage ontwikkelingskosten, en de minimale hardware die nodig is om het te ondersteunen. Er zijn enkele honderden Modbus TCP/IP apparaten op de markt – en er worden er elk jaar meer ontwikkeld. Het wordt gebruikt om informatie tussen apparaten uit te wisselen, ze te bewaken en te programmeren. Het wordt ook gebruikt om gedistribueerde I/O’s te beheren, en is het favoriete protocol van de fabrikanten van dit soort apparaten.
Waarom zou ik Modbus TCP/IP gebruiken?
Als het aankomt op het kiezen van een netwerk voor uw apparaat, biedt Modbus TCP/IP een aantal belangrijke voordelen:
- Geen ingewikkeldheid: Modbus TCP/IP neemt gewoon de Modbus instructieset en wikkelt er TCP/IP omheen. Als je al een Modbus driver hebt en je begrijpt Ethernet en TCP/IP sockets, dan kan je in een paar uur een driver hebben die werkt en met een PC praat. De ontwikkelingskosten zijn uitzonderlijk laag. Een minimum aan hardware is vereist, en ontwikkeling is eenvoudig onder elk besturingssysteem.
- Standaard Ethernet: Er zijn geen exotische chipsets nodig en u kunt standaard PC Ethernet-kaarten gebruiken om met uw nieuw geïmplementeerde apparaat te praten. Naarmate de kosten van Ethernet dalen, profiteert u van de prijsverlaging van de hardware, en naarmate de prestaties verbeteren van 10 naar 100 Mb en binnenkort naar 1 Gb, gaat uw technologie mee, waardoor uw investering wordt beschermd. U bent niet langer gebonden aan één leverancier voor ondersteuning, maar profiteert van de duizenden ontwikkelaars die van Ethernet en het internet de netwerkinstrumenten van de toekomst maken. Deze inspanning is op het juiste moment aangevuld met de toewijzing van de bekende Ethernet-poort 502 voor het Modbus TCP/IP-protocol.
- Open: Het Modbus-protocol is in april 2004 door Schneider Electric overgedragen aan de Modbus-organisatie, wat duidt op een streven naar openheid. De specificatie is gratis beschikbaar om te downloaden, en er zijn geen latere licentiekosten vereist voor het gebruik van Modbus of Modbus TCP/IP protocollen. Aanvullende voorbeeldcode, implementatievoorbeelden en diagnostiek zijn beschikbaar in de Modbus TCP toolkit, een gratis voordeel voor leden van de Modbus Organization en beschikbaar voor aankoop door niet-leden
- Beschikbaarheid van vele apparaten: Interoperabiliteit tussen apparaten van verschillende leveranciers en compatibiliteit met een grote geïnstalleerde basis van Modbus-compatibele apparaten maakt Modbus een uitstekende keuze.
Hoe implementeer ik een Modbus TCP/IP-apparaat?
Om een Modbus ® TCP/IP-apparaat te implementeren, downloadt u de Modbus TCP/IP-protocolspecificatie en de Modbus TCP/IP-implementatiegids van de website. U moet ook de basisprincipes begrijpen van het implementeren van een TCP driver. Om uw driver te testen, hebt u minimaal twee apparaten nodig: een server en een client om informatie uit te wisselen. Dit kunnen twee PC’s zijn die met elkaar praten via standaard Ethernet kaarten, of een PC die praat met een sensor of apparaat met een ingebouwde microcomputer.
Kan ik Modbus TCP/IP over het Internet gebruiken?
Modbus TCP/IP is een Internet protocol. Het feit dat TCP/IP het transport protocol is van het Internet betekent automatisch dat Modbus TCP/IP kan gebruikt worden over het Internet. Het werd ontworpen om dit doel te bereiken. In de praktijk betekent dit dat een Modbus TCP/IP-apparaat dat in Europa is geïnstalleerd, van overal ter wereld via het Internet kan worden aangesproken. De implicaties voor een leverancier van apparatuur of een eindgebruiker zijn eindeloos. Het uitvoeren van onderhoud en reparatie aan apparaten op afstand met behulp van een PC en browser vermindert de ondersteuningskosten en verbetert de klantenservice. Door van thuis uit in te loggen op het besturingssysteem van een fabriek kan de onderhoudsmonteur de bedrijfstijd van zijn installatie maximaliseren en de tijd in het veld verkorten. Geografisch gedistribueerde systemen kunnen eenvoudig worden beheerd met behulp van in de handel verkrijgbare internet/intranet technologieën.
Kunnen bestaande Modbus-apparaten communiceren over Modbus TCP/IP?
Omdat Modbus TCP/IP gewoon het Modbus-protocol is met een TCP-wrapper, is het voor bestaande Modbus-apparaten heel eenvoudig om over Modbus TCP/IP te communiceren. Een gateway device is nodig om van de huidige fysieke laag (RS232, RS485 of andere) over te gaan naar Ethernet en om het Modbus protocol om te zetten naar Modbus TCP/IP. Een dergelijk gateway-apparaat kan worden geïmplementeerd met behulp van een PC. Commerciële producten om dit te doen zijn beschikbaar van verschillende fabrikanten. De Modbus device database kan u helpen om gateways en andere Modbus apparaten te identificeren.
Wat voor prestaties kan ik verwachten van een Modbus TCP/IP systeem?
De prestaties zijn afhankelijk van het netwerk en de hardware. Als u Modbus TCP/IP over het Internet gebruikt, zult u niet meer dan typische Internet responstijden krijgen. Als u echter communiceert voor debug- en onderhoudsdoeleinden, kan dit perfect voldoen en bespaart u een vliegtuig of een bezoek aan de site op zondagmorgen!
Voor een performant intranet met hoge-snelheid Ethernet switches die de performantie garanderen, is de situatie helemaal anders. In theorie transporteert Modbus TCP/IP gegevens met een snelheid tot 250/(250+70+70) of ongeveer 60 procent efficiency bij de overdracht van registers in bulk. Aangezien 10BaseT Ethernet ongeveer 1,25 Mbps ruw overbrengt, is de theoretische doorvoer 1,25M/2 * 60% = 360000 registers per seconde en de 100BaseT snelheid is 10 keer groter.
Dit veronderstelt dat u apparaten gebruikt die Ethernet zo snel kunnen bedienen als de beschikbare bandbreedte. Praktijktests die Schneider Electric heeft uitgevoerd met een MOMENTUM™ Ethernet PLC met Ethernet I/O toonden aan dat tot 4000 I/O-bases per seconde konden worden gescand, waarbij elke I/O-base maximaal 16 12-bits analoge I/O’s of 32 discrete I/O’s bevatte. Vier bases kunnen in één milliseconde worden bijgewerkt. Hoewel dit onder de hierboven berekende theoretische limiet ligt, mag niet uit het oog worden verloren dat het geteste apparaat slechts draaide met een 80186 CPU op 50 MHz met een effectieve rekenkracht van 3 MIPS (vergeleken met de 700 MIPS van een 500 MHz Pentium). Niettemin zijn deze resultaten sneller dan de tot nu toe gebruikte propriëtaire I/O scanmethoden. Naarmate low-end CPU’s minder duur worden, zullen apparaten van het Momentum-type de theoretische limiet najagen, hoewel zij die nooit zullen bereiken omdat de limiet steeds verder zal worden verlegd met 1 Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, enz. Dit in tegenstelling tot andere veldbussen, die inherent vastzitten aan één snelheid.
Hoe krijg ik ondersteuning voor Modbus en Modbus TCP/IP?
Als u een product hebt gekocht dat een Modbus-protocol ondersteunt, moet u voor ondersteuning contact opnemen met de leverancier van dat product. Als u een algemene vraag heeft over het Modbus protocol, gebruik dan de Modbus discussie forums om een antwoord te krijgen. De Modbus Organisatie biedt nog geen technische ondersteuning.