Modbus FAQ: About The Modbus Organization
Chi è la Modbus Organization?
La Modbus Organization è un’organizzazione indipendente, basata sui membri, senza scopo di lucro (che opera come una lega commerciale sotto il codice fiscale statunitense 501 (c) 6). È un gruppo di utenti e fornitori indipendenti di dispositivi di automazione che cerca di guidare l’adozione della suite di protocolli di comunicazione Modbus e l’evoluzione verso architetture per sistemi di automazione distribuiti in più segmenti di mercato. La Modbus Organization fornisce l’infrastruttura per ottenere e condividere informazioni sui protocolli, la loro applicazione e la certificazione dei dispositivi per semplificare l’implementazione da parte degli utenti. La Modbus Organization e le aziende che ne fanno parte guideranno l’evoluzione del protocollo Modbus TCP/IP.
Qual è la relazione tra Modbus, la Modbus Organization e Schneider Electric?
Modicon, oggi Schneider Electric, ha introdotto il protocollo Modbus sul mercato nel 1979. Schneider Automation ha sostenuto e mantenuto il sito Modbus in passato. Comprendendo l’importante ruolo che deve svolgere nel mercato, Schneider Electric ha assistito allo sviluppo di un’organizzazione indipendente di sviluppatori e comunità di utenti: The Modbus Organization.
Posso aderire alla Modbus Organization?
Individui e istituzioni sono incoraggiati ad aderire alla Modbus Organization. L’applicazione delinea le categorie di appartenenza e i loro corrispondenti benefici e responsabilità. Contattateci se avete domande.
Ci sono industrie particolari che possono beneficiare dell’uso del protocollo Modbus?
Modbus non è un’industria specifica ed è usato in una vasta gamma di industrie. Il denominatore comune è la struttura di messaggistica che tutti i dispositivi supportano. In risposta alla domanda dei clienti, l’industria dei semiconduttori ha implementato un Network Communication Standard e un Object Messaging Protocol utilizzando Modbus TCP/IP. Questo permette ai sensori compatibili con il SEMI Sensor Bus di comunicare tra loro usando Modbus TCP/IP.
Modbus FAQ: Informazioni sul protocollo
Cos’è il protocollo Modbus ®?
Il protocollo Modbus è una struttura di messaggistica sviluppata da Modicon nel 1979. Viene utilizzato per stabilire una comunicazione client-server tra dispositivi intelligenti. È uno standard de facto, veramente aperto e il protocollo di rete più utilizzato nell’ambiente di produzione industriale. È stato implementato da centinaia di fornitori su migliaia di dispositivi diversi per trasferire I/O discreti/analogici e dati di registro tra dispositivi di controllo. È una lingua franca o un denominatore comune tra diversi produttori. Un rapporto lo ha definito “lo standard de facto nell’integrazione multi-vendor”. Gli analisti del settore hanno riportato oltre 7 milioni di nodi Modbus solo in Nord America e in Europa.
Dove viene utilizzato Modbus ®?
Modbus viene utilizzato in molteplici applicazioni client-server per monitorare e programmare i dispositivi; per comunicare tra dispositivi intelligenti e sensori e strumenti; per monitorare i dispositivi di campo utilizzando PC e HMI. Modbus è anche un protocollo ideale per applicazioni RTU dove è richiesta la comunicazione wireless. Per questo motivo, è usato in innumerevoli applicazioni di gas e petrolio e nelle sottostazioni. Ma Modbus non è solo un protocollo industriale. Anche le applicazioni per l’edilizia, le infrastrutture, i trasporti e l’energia sfruttano i suoi vantaggi.
Cos’è il protocollo Modbus TCP/IP?
TCP/IP è il protocollo di trasporto comune di Internet ed è in realtà un insieme di protocolli stratificati che forniscono un meccanismo affidabile di trasporto dei dati tra le macchine. Ethernet è diventato lo standard de facto dei sistemi aziendali, quindi non sorprende che sia diventato anche lo standard de facto per il networking di fabbrica. Ethernet non è una nuova tecnologia. È maturata al punto che il costo di implementazione di questa soluzione di rete è sceso fino al punto in cui il suo costo è commisurato a quello dei bus di campo di oggi.
Utilizzare Ethernet TCP/IP in fabbrica permette una vera integrazione con l’intranet aziendale e i sistemi MES che supportano la fabbrica. Per spostare Modbus nel 21° secolo, nel 1999 è stata sviluppata una specifica aperta Modbus TCP/IP. La specifica del protocollo e la guida all’implementazione sono disponibili per il download (www.modbus.org/specs).
Combinando una rete fisica versatile, scalabile e onnipresente (Ethernet) con uno standard di rete universale (TCP/IP) e una rappresentazione dei dati indipendente dal fornitore, Modbus offre una rete veramente aperta e accessibile per lo scambio di dati di processo. È semplice da implementare per qualsiasi dispositivo che supporti i socket TCP/IP.
Dove si usa Modbus TCP/IP?
Modbus TCP/IP è diventato onnipresente grazie alla sua apertura, semplicità, sviluppo a basso costo e hardware minimo richiesto per supportarlo. Ci sono diverse centinaia di dispositivi Modbus TCP/IP disponibili sul mercato e altri vengono sviluppati ogni anno. È usato per scambiare informazioni tra i dispositivi, monitorarli e programmarli. È anche usato per gestire gli I/O distribuiti, essendo il protocollo preferito dai produttori di questo tipo di dispositivi.
Perché dovrei usare Modbus TCP/IP?
Quando si tratta di scegliere una rete per il tuo dispositivo, Modbus TCP/IP offre diversi vantaggi significativi:
- Semplicità: Modbus TCP/IP prende semplicemente il set di istruzioni Modbus e ci avvolge il TCP/IP. Se hai già un driver Modbus e conosci i socket Ethernet e TCP/IP, puoi avere un driver attivo e funzionante che parla con un PC in poche ore. I costi di sviluppo sono eccezionalmente bassi. È richiesto un hardware minimo, e lo sviluppo è facile sotto qualsiasi sistema operativo.
- Ethernet standard: Non sono richiesti chipset esotici ed è possibile utilizzare schede Ethernet standard per PC per parlare con il dispositivo appena implementato. Man mano che il costo di Ethernet scende, si beneficia della riduzione del prezzo dell’hardware, e man mano che le prestazioni migliorano da 10 a 100 Mb e presto a 1 Gb, la vostra tecnologia si muove con essa, proteggendo il vostro investimento. Non siete più legati a un solo fornitore per il supporto, ma beneficiate delle migliaia di sviluppatori là fuori che stanno facendo di Ethernet e Internet gli strumenti di rete del futuro. Questo sforzo è stato opportunamente completato con l’assegnazione della nota porta Ethernet 502 per il protocollo Modbus TCP/IP.
- Aperto: Il protocollo Modbus è stato trasferito dalla Schneider Electric alla Modbus Organization nell’aprile 2004, segnalando un impegno all’apertura. La specifica è disponibile gratuitamente per il download, e non ci sono costi di licenza successivi richiesti per utilizzare i protocolli Modbus o Modbus TCP/IP. Ulteriori codici di esempio, esempi di implementazione e diagnostica sono disponibili sul Modbus TCP toolkit, un beneficio gratuito per i membri della Modbus Organization e disponibile per l’acquisto da parte dei non membri
- Disponibilità di molti dispositivi: L’interoperabilità tra i dispositivi di diversi fornitori e la compatibilità con una vasta base installata di dispositivi compatibili con Modbus rende Modbus una scelta eccellente.
Come si implementa un dispositivo Modbus TCP/IP?
Per implementare un dispositivo Modbus ® TCP/IP, scaricare la specifica del protocollo Modbus TCP/IP e la guida all’implementazione di Modbus TCP/IP dal sito web. Devi anche capire le basi dell’implementazione di un driver TCP. Per testare il tuo driver, avrai bisogno di un minimo di due dispositivi: un server e un client per scambiare informazioni. Questo potrebbe essere due PC che parlano tra loro usando schede Ethernet standard, o un PC che parla con un sensore o un dispositivo con un microcomputer incorporato.
Posso usare Modbus TCP/IP su Internet?
Modbus TCP/IP è un protocollo Internet. Il fatto che TCP/IP sia il protocollo di trasporto di Internet significa automaticamente che Modbus TCP/IP può essere utilizzato su Internet. È stato progettato per raggiungere questo obiettivo. In termini pratici, questo significa che un dispositivo Modbus TCP/IP installato in Europa può essere indirizzato su Internet da qualsiasi parte del mondo. Le implicazioni per un fornitore di apparecchiature o un utente finale sono infinite. Eseguire la manutenzione e la riparazione su dispositivi remoti usando un PC e un browser riduce i costi di assistenza e migliora il servizio clienti. Accedere al sistema di controllo di un impianto da casa permette all’ingegnere di manutenzione di massimizzare il tempo di attività del suo impianto e riduce il tempo sul campo. La gestione di sistemi geograficamente distribuiti diventa facile utilizzando le tecnologie internet/intranet disponibili in commercio.
I dispositivi Modbus esistenti possono comunicare su Modbus TCP/IP?
Siccome Modbus TCP/IP è semplicemente il protocollo Modbus con un wrapper TCP, è molto semplice per i dispositivi Modbus esistenti comunicare su Modbus TCP/IP. Un dispositivo gateway è necessario per convertire dal livello fisico corrente (RS232, RS485 o altri) a Ethernet e per convertire il protocollo Modbus in Modbus TCP/IP. Un tale dispositivo di gateway potrebbe essere implementato usando un PC. Prodotti commerciali per fare questo sono disponibili da diversi produttori. Il database dei dispositivi Modbus può aiutarti a identificare i gateway e altri dispositivi Modbus.
Che tipo di performance posso aspettarmi da un sistema Modbus TCP/IP?
La performance dipende dalla rete e dall’hardware. Se stai eseguendo Modbus TCP/IP su Internet, non otterrai tempi di risposta migliori di quelli tipici di Internet. Tuttavia, quando si comunica per scopi di debug e manutenzione, questo può essere perfettamente adeguato e salvarvi dal dover prendere un aereo o andare in loco la domenica mattina!
Per una intranet ad alte prestazioni con switch Ethernet ad alta velocità che garantiscono le prestazioni, la situazione è completamente diversa. In teoria Modbus TCP/IP trasporta dati fino a 250/(250+70+70) o circa il 60 per cento di efficienza quando si trasferiscono i registri in blocco. Poiché 10BaseT Ethernet trasporta circa 1,25 Mbps grezzi, il throughput teorico è 1,25M/2 * 60% = 360000 registri al secondo e la velocità 100BaseT è 10 volte maggiore.
Questo presuppone che si stiano usando dispositivi che possono servire Ethernet alla stessa velocità della larghezza di banda disponibile. Test pratici eseguiti da Schneider Electric usando un PLC MOMENTUM™ Ethernet con I/O Ethernet hanno dimostrato che fino a 4000 basi di I/O possono essere scannerizzate al secondo, ogni base di I/O ha fino a 16 I/O analogici a 12 bit o 32 I/O discreti. Quattro basi potrebbero essere aggiornate in un millisecondo. Mentre questo è al di sotto del limite teorico calcolato sopra, ricordate che il dispositivo testato stava funzionando solo con una CPU 80186 che girava a 50 MHz con una potenza di calcolo effettiva di 3 MIPS (rispetto ai 700 MIPS di un Pentium a 500 MHz). Tuttavia, questi risultati sono più veloci dei metodi di scansione I/O proprietari utilizzati fino ad oggi. Mentre le CPU di fascia bassa diventano meno costose, i dispositivi di tipo Momentum inseguiranno il limite teorico, anche se non lo raggiungeranno mai perché il limite continuerà ad essere spinto più lontano con 1 Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, ecc. Contrasta questo con altri bus di campo, che sono intrinsecamente bloccati a una velocità.
Come posso ottenere supporto per Modbus e Modbus TCP/IP?
Se hai acquistato un prodotto che supporta qualsiasi tipo di protocollo Modbus, dovresti contattare il venditore di quel prodotto per il supporto. Se hai una domanda generale sul protocollo Modbus, usa i forum di discussione Modbus per ottenere una risposta. L’organizzazione Modbus non offre ancora supporto tecnico.