Tín hiệu Modbus RTU là gì ? Modbus RS485 Modbus RS232. Đây là các phượng thức truyền thông mới đang dần hình thành. Phương thức truyền thông bằng modbus đang ngày càng phổ biến bởi tín tiên lợi và dễ sử dụng.
Ngày xưa để truyền tín hiệu của 1 cảm ứng thì phải dùng hai dây. Ngày nay truyền tín hiệu của 10 hoặc 20 cảm ứng ta cũng cần dùng 2 dây. Điểm độc lạ ở đây là thời xưa dùng 4-20 mA hoặc 0-10 v thì thời nay dùng tín hiệu Modbus RTU Rs485 .
Rs232 và Rs485 khá nhau gì ?
Như các bạn biết, RS232 có định nghĩa chuẩn giao diện cơ học ( giắc cắm), ở các máy tính PC đều có cổng truyền thông theo chuẩn RS-232 mà ta hay gọi là cổng COM. Còn RS485, thì ta hay thấy nó được truyền trên 2 dây, và khoảng cách xa hơn nhiều so với RS232. Vậy, sự khác nhau cơ bản giữa hai chuẩn này là gì?
Hình dưới sẽ cho tất cả chúng ta cái nhìn cơ bản sự khác nhau về mặt vật lý như : độ dài đường truyền, chính sách truyền thông online, mức logic vật lý, dải vận tốc truyền thông online, … .
Ngoài ra, hai chuẩn này có một sư khác nhau cơ bản là ở phương thức truyền dẫn tín hiệu, hay hiểu nôm na là cách thức hoạt động:
- RS-232 cho phép sử dụng tối thiểu 3 dây: Tx ( truyền), RX ( nhận) và GND ( đất). Trong đó, trạng thái logic của tín hiệu sử dụng mức chênh áp giữa TX và RX so với dây đất GND.
- RS-485 sử dụng chênh lệch điện áp giữa 2 dây A và B để phân biệt logic 0 và 1, chứ không so với đất. Đặc biệt, khi truyền tín hiệu xa, nếu có sụt áp thì đồng thời sụt trên cả 2 dây nên tín hiệu vẫn đảm bảo.
Chính thế cho nên mà RS485 được cho phép truyền tín hiệu xa hơn và vận tốc truyền được cho phép cũng cao hơn RS232 .
Thêm nữa, RS485 được cho phép link đa điểm, gồm nhiều thiết bị hoàn toàn có thể truyền thông online trong 1 mạng còn RS232 thì chỉ truyền theo phương pháp điểm – điểm, tức là khi hai thiết bị đang trực tiếp liên kết truyền thông online với nhau thì không hề có thiết bị thứ 3 cùng tham gia vào trao đổi tài liệu được .
Mục Lục :
- 1 Tín hiệu Modbus RTU là gì ? Modbus RS485 Modbus RS232
- 1.1 Cách chuyển 4-20mA sang Modbus RTU ?
Giao thức Modbus RTU là một giao thức mở, sử dụng đường truyền vật lý RS-232 hoặc RS485 và mô hình dạng Master-Slave. Đây là một giao thức được sử dụng thoáng rộng trong nhiều nghành như BMS ( Building Management Systems ), tự động hóa, công nghiệp, điện lực, …. Chắc hẳn sẽ có bạn tự hỏi, tại sao giao thức Modbus này lại thông dụng như vậy, đi đến đâu, đụng vào thiết bị gì thì hầu hết cũng có giao thức này ? Vâng, câu vấn đáp cho câu hỏi trên chắc chỉ cần gói gọn trong vài từ : Ổn định – Đơn giản – dễ dùng .
Modbus được coi là giao thức truyền thông online hoạt động giải trí ở tầng “ Application ”, phân phối năng lực truyền thông online Master / Slave giữa những thiết bị được liên kết trải qua những bus hoặc network. Trên quy mô OSI, Modbus được đặt ở lớp 7. Modbus được xác lập là một giao thức hoạt động giải trí theo “ hỏi / đáp ” và sử dụng những “ function codes ” tương ứng để hỏi đáp .
Cấu trúc bản tin Modbus RTU
Một bản tin Modbus RTU gồm có : 1 byte địa chỉ – 1 byte mã hàm – n byte dữ liệu – 2 byte CRC như hình ở dưới :
Chức năng và vai trò đơn cử như sau :
- Byte địa chỉ: xác định thiết bị mang địa chỉ được nhận dữ liệu (đối với Slave) hoặc dữ liệu nhận được từ địa chỉ nào (đối với Master). Địa chỉ này được quy định từ 0 – 254
- Byte mã hàm: được quy định từ Master, xác định yêu cầu dữ liệu từ thiết bị Slave. Ví dụ mã 01: đọc dữ liệu lưu trữ dạng Bit, 03: đọc dữ liệu tức thời dạng Byte, 05: ghi dữ liệu 1 bit vào Slave, 15: ghi dữ liệu nhiều bit vào Slave …
- Byte dữ liệu: xác định dữ liệu trao đổi giữa Master và Slave.
- Đọc dữ liệu:
- Master: 2 byte địa chỉ dữ liệu – 2 byte độ dài dữ liệu
- Slave: 2 byte địa chỉ dữ liệu – 2 byte độ dài dữ liệu – n byte dữ liệu đọc được
- Ghi dữ liệu:
- Master: 2 byte địa chỉ dữ liệu – 2 byte độ dài dữ liệu – n byte dữ liệu cần ghi
- Slave: 2 byte địa chỉ dữ liệu – 2 byte độ dài dữ liệu
- Đọc dữ liệu:
- Byte CRC: 2 byte kiểm tra lỗi của hàm truyền. cách tính giá trị của Byte CRC 16 Bit
Sự khác nhau giữa Modbus RTU và Modbus TCP
Sự khác nhau cơ bản giữa MODBUS RTU và MODBUS TCP ( còn được gọi là modbus IP, Modbus Ethernet hay Modbus TCP / IP ) là Modbus TCP chạy ở cổng vật lý Ethernet và Modbus RTU thì chạy ở cổng vật lý serial tiếp nối đuôi nhau ( RS232 hoặc RS485 ) .
MODBUS RTU Memory Map
| Modbus RTU Data Type |
Common name |
Starting address |
| Modbus Coils | Bits, binary values, flags | 00001 |
| Digital Inputs | Binary inputs | 10001 |
| Analog Inputs | Binary inputs | 30001 |
| Modbus Registers | Analog values, variables | 40001 |
Sự khác nhau giữa Modbus RTU và Modbus ASCII
Đây là hai chính sách truyền tài liệu cơ bản trong giao thức Modbus khi sử dụng đường truyền tiếp nối đuôi nhau là : ASCII và RTU. Mỗi một chuẩn sẽ có một cách mã hóa tin nhắn khác nhau, mặc dầu đều alf chuẩn Modbus chung. Ví dụ, Modbus ASCII được cho phép người đọc hoàn toàn có thể đọc trực tiếp tin nhắn trong bản tin. Nhưng với Modbus RTU, thì nội dung data đã được mã hóa nhị phân và không hề đọc được trong quy trình giám sát. Một điểm đặc biệt quan trọng trong giao thức Modbus là trong một đường truyền dẫn Modbus, tổng thể những giao thức phải là giống nhau, có nghĩa là Modbus ASCII không hề tiếp xúc với modbus RTU và ngược lại .
Các tính chất của Modbus ASCII và Modbus RTU
| MODBUS/ASCII | MODBUS/RTU | |||
|---|---|---|---|---|
| Characters | ASCII 0…9 and A..F | Binary 0…255 | ||
| Error check | LRC Longitudinal Redundancy Check | CRC Cyclic Redundancy Check | ||
| Frame start | character ‘:‘ | 3.5 chars silence | ||
| Frame end | characters CR/LF | 3.5 chars silence | ||
| Gaps in message | 1 sec | 1.5 times char length | ||
| Start bit | 1 | 1 | ||
| Data bits | 7 | 8 | ||
| Parity | even/odd | none | even/odd | none |
| Stop bits | 1 | 2 | 1 | 2 |
Cách chuyển 4-20 mA sang Modbus RTU ?
Do những mạng lưới hệ thống cũ hầu hết những thiết bị điều cho ra dạng Analog 4-20 mA hoặc 0-10 V chính vì nếu muốn truyền về dạng Modbus IP tất cả chúng ta cần một bộ chuyển tín hiệu analog 4-20 mA / 0-10 V sang Modbus RTU. Các bộ chuyển đổi Analog 4-20 mA sang modbus này hoàn toàn có thể nhận cùng lúc 4 ( Z-4AI ) hoặc 8 kênh ( Z-8AI ) analog 4-20 mA / 0-10 V truyền về tín hiệu Modbus IP .
Bộ chuyển đổi 8 kênh analog 4-20 mA ra Modbus RTU
Từ bộ chuyển đổi 8 kênh này tất cả chúng ta liên kết với một bộ Modbus Gateway có trách nhiệm nhận tín hiệu Modbus RTU RS 485 thành RJ45 ( internet ) .
Modbus Gateway | Seneca Z-key
Ứng dụng bộ quy đổi Modbus RTU sang Internet .
Với một bộ gateway Z-key tất cả chúng ta hoàn toàn có thể tiếp thị quảng cáo về PLC và cả PC cùng một lúc. Hai thiết bị này làm Master cho những thiết bị Slave như Z-8AI .
Với cách truyền như vậy tất cả chúng ta sẽ liên kết được rất nhiều Modul Analog vào internet với ngân sách cực thấp so với việc dùng Modul Analog liên kết với PLC hoặc DCS .
