What is Modbus Protocol ?
Modbus เป็นโปรโตคอลสื่อสารดิจิตอลแบบอนุกรมถูกเผยแพร่โดย Modicon(ปัจจุบันคือ Schneider Electric) ในปี 1979 เพื่อใช้กับ PLC (Programmable Logic Controllers) ModbusProtocol นั้นได้กลายเป็นโปรโตคอลสื่อสารทางอุตสาหกรรมที่ได้รับความนิบมอย่างสูงเนื่องจากมันเป็น OpenProtocol ทำให้ผู้ที่สนใจสามารถนำโปรโตคอลนี้ไปใช้หรือพัฒนาได้อย่างอิสระโดยไม่มีค่าใช้จ่ายใดๆ อีกทั้งด้วยการพัฒนาและบำรุงรักษาที่ง่าย เมื่อเทียบกับมาตรฐานอื่นๆ จึงไม่แปลกใจเลยที่ทำไมมันถึงกลายเป็นโปรโตคอลที่ได้รับความนิยมอยางรวดเร็ว กว้างขวาง มันใช้ RS485 ในการสื่อสารระดับ Physical Layer
Modbus เข้ามาทำให้การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์จำนวนมากไปยังเครือข่ายเช่นระบบวัดอุณหภูมิ, ความชื้น ที่สามารถส่งข้อมูลต่างๆไปยังคอมพิวเตอร์ได้ นอกจากนี้ ModbusProtocol ยังมักใช้เพื่อเชื่อมต่อไปยังคอมพิวเตอร์ที่ใช้ควบคุมด้วย RUT(Remote Terminal Unit) หรือระบบควบคุม(SCADA System) มีข้อมูลหลายชนิดถูกตั้งชื่อจาการใช้งานในอุตสาหกรรมเช่น Single-bit physical Output เรียกว่า coil หรือ Single-bit physical input เรียกว่า Discrete input เป็นต้น
การพัฒนาปรับปรุง ModbusProtocol ได้รับการจัดการโดย ModbusOrganization ตั้งแต่ เมษายน 2004 โดยได้รับโอนสิทธิ์จาก Schneider Electric
Modbus โดยส่วนใหญ่แล้วจะเชื่อมต่อด้วย Rs485 เพื่อส่งสัญญาญ การสื่อสารด้วย ModbusProtocol เป็นการสื่อสารแบบ Master-Slave ซึ่งมี อุปกรณ์ Master ตัวเดียวและมีอุปกรณ์ Slave มาเชื่อมต่อโดย Master สามารถส่ง data ไปยัง slave แต่ละตัวได้ในลักษณะ Broadcast โดย Slave จะตอบกลับในสิ่งที่ Master ต้องการเท่านั้น
การรับส่งข้อมูลของ Modbus แบ่งเป็น 2 โหมดประกอบกด้วย ASCII และ RTU ซึ่งในแต่ละโหมดมีความแตกต่างกันในรูปแบบชุดข้อมูลในเฟรมสามารถใช้โหมดใดก็ได้แต่อุปกรณ์ทุกตัวในเครือข่ายต้องใช้โหมดเดียวกัน
ModbusFrame ประกอบด้วย ADU(Application Data Unit) และ PDU(Protocol Data Unit)
ADU = Address + PDU + Error Check
PDU = Function Code + Data
โดยมีรูปแบบของ Frame ดังต่อไปนี้
ModbusRTU Frame Format
| NAME | Length(Bits) | Function |
|---|---|---|
Start | 28 | At least 3½ character times of silence (mark condition) |
Address | 8 | Station address |
Function | 8 | Indicates the function code; e.g., read coils/holding registers |
Data | n × 8 | Data + length will be filled depending on the message type |
CRC | 16 | Cyclic redundancy check |
END | 28 | At least 3½ character times of silence between frames |
ModbusASCII Frame
| NAME | Length (Bytes) | Function |
|---|---|---|
Start | 1 | Starts with colon : (ASCII hex value is 3A) |
Address | 2 | Station address |
Function | 2 | Indicates the function codes like read coils / inputs |
Data | n × 2 | Data + length will be filled depending on the message type |
LRC | 2 | Checksum (Longitudinal redundancy check) |
END | 2 | Carriage return – line feed (CR/LF) pair (ASCII values of 0D, 0A) |
ModbusTCP Frame
| NAME | Length (Bytes) | Function |
|---|---|---|
Transaction identifier | 2 | For synchronization between messages of server and client |
Protocol identifier | 2 | 0 for Modbus/TCP |
Length field | 2 | Number of remaining bytes in this frame |
Unit identifier | 1 | Slave address (255 if not used) |
Function code | 1 | Function codes as in other variants |
Data bytes | n | Data as response or commands |
