5.1. Загальні відомості про протокол Modbus.

Протокол Modbus і мережа Modbus є найпоширенішими в світі. Не дивлячись на свій вік (стандартом де-факто Modbus став ще в 1979 р.), Modbus не тільки не застарів, але, навпаки, істотно зросла кількість нових розробок і об'єм організаційної підтримки цього протоколу. Мільйони Modbus-пристроїв по всьому світу продовжують успішно працювати, а остання версія опису протоколу з'явилася в грудні 2006 р..

Перевагами Modbus є відсутність необхідності в спеціальних інтерфейсних контролерах (Profibus і Саn вимагають для своєї реалізації замовлені мікросхеми), простота програмної реалізації і елегантність принципів функціонування. Все це знижує витрати на освоєння стандарту як системними інтеграторами, так і розробниками контролерного устаткування. Високий ступінь відкритості протоколу забезпечується також повністю безкоштовними текстами стандартів, які можна викачати з сайту www.modbus.org.

Modbus за поширеностю конкурує тільки з Profibus. Популярність протоколу в даний час пояснюється, перш за все, сумісністю з великою кількістю устаткування, яке має протокол Modbus. Крім того, Modbus має високу достовірність передачі даних, зв'язану із застосуванням надійного методу контролю помилок. Modbus дозволяє уніфікувати команди обміну завдяки стандартизації номерів (адрес) регістрів і функцій їх читання-запису.

Основним недоліком Modbus є мережевий обмін за типом «головний/залежний», що не дозволяє слейв-пристроям передавати дані у міру їх появи і тому вимагає інтенсивного опиту залежних пристроїв головним.

Різновидами Modbus є протоколи Modbus Plus — багатомастерний протокол з кільцевою передачею маркера і Modbus ТСР, розрахований на використання в мережах Ethernet і Інтернет.

Протокол Modbus має два режими передачі: RTU (Remote Terminal Unit — видалений термінальний пристрій) і ASCII. Стандарт передбачає, що режим RTU в протоколі Modbus повинен бути присутнім обов'язково, а режим ASCII є опційним. Користувач може вибирати будь-який з них, але всі модулі, включені в мережу Modbus, повинні мати один і той же режим передачі.

Ми розглянемо тільки протокол Modbus RTU, оскільки Modbus ASCII практично не використовується. Відзначимо, що Modbus ASCII не можна плутати з приватно-фірмовим протоколом DCON, який використовується в модулях фірм Advantech і ICP DAS і не відповідає стандарту Modbus.

Стандарт Modbus передбачає застосування фізичного інтерфейсу RS-485, RS-422 або RS-232. Найбільш поширеним для організації промислової мережі є 2-дротяний інтерфейс RS-485. Для з'єднань точка-точка може бути використаний інтерфейс RS-232 або RS-422.

У стандарті Modbus є обов'язкові вимоги, що рекомендуються і опційні (необов'язкові). Існує три ступені відповідності стандарту: «повністю відповідає» — коли протокол відповідає всім обов'язковим і всім вимогам, що рекомендуються, «умовно відповідає» — коли протокол відповідає тільки обов'язковим вимогам і не відповідає таким, що рекомендується, і «не відповідає».

Модель OSI протоколу Modbus містить три рівні: фізичний, канальний і прикладний (табл. 5.1).

Таблиця 5.1. Модель OSI для Modbus