Режимы работы, физический, канальный уровни MODBUS

MODBUS является коммуникационным протоколом уровня приложений, соответствующим уровню 7 модели OSI (прикладной уровень). Де-факто является промышленным стандартом с 1979 года. Сегодня поддержка и сфера применения этого простого и элегантного протокола продолжает расти:

· MODBUS представлен как зарезервированный системный порт 502 стека TCP/IP;

· используется (в основном в промышленном оборудовании) для асинхронной последовательной передаче поверх различных физических сред (шины RS: EIA/TIA-232-E, EIA-422, EIA/TIA-485-A, оптоволокно, радио и т.д.);

· модификация MODBUS PLUS представляет собой высокоскоростную сеть передачи данных, например, аудиопереговоров;

· и другие применения.

Далее будем рассматривать «классический» MODBUS, широко применяющийся именно в промышленных сетях уровня цеха.

Протокол MODBUS всегда используется в режиме «Ведущий – Ведомый» («Master-Slave», «Клиент-Сервер»), в каждой сети имеется только одно ведущее устройство и до 255 ведомых устройств. Общий формат кадра MODBUS имеет следующий вид:

Рис. 4.1. Общий формат кадра MODBUS

Инициатором обмена данными всегда является ведущее устройство. Ведомое устройство передает свой кадр только в ответ на кадр ведущего устройства, в ответ на 1 кадр ведущего устройства ведомое устройство возвращает не более 1 кадра.

На физическом уровне для реализации MODBUS в промышленном оборудовании как правило выбирают последовательный канал стандарта RS-232 или RS-485. Используется асинхронный режим передачи данных, передача данных выполняется побайтово. Передаваемый байт данных имеет старт-бит, 8 битов данных и 2 стоп-бита. Скорости передачи определяются интерфейсом (RS-232 или RS-485) и обычно составляют 4808÷38460 Бод.

На канальном уровне могут поддерживаться два режима работы последовательного порта: ASCII и RTU.