ModBUS RTU

ModBUS RTU

ModBUS - открытый протокол, работающий по схеме "ведущий-ведомый", широко применяется в промышленности для обмена данными посредством последовательных линий связи, среди которых стоит выделить RS-485. Является одним из самых распространенных протоколов для реализации АСУ ТП.

В промышленности для реализации сетей по ModBUS широко используется RS-485 благодаря ее высокой устойчивости к синфазным помехам (например, электромагнитным волнам) и возможности передавать данные на расстояния более километра.

Устройства организуются в сети по схеме ведущий-ведомый, т.е. в сети присутствует 1 ведущий (мастер) и до 247 ведомых (слейв). Ведущий посылает запросы, которые может адресовать или индивидуально определенному ведомому или инициировать широковещательную передачу для всех ведомых устройств. Подчинённый отвечает на адресованные ему запросы. При широковещательной передаче ответа нет.

Обмен данными происходит в виде посылок кадров, имеющих следующую структуру:
Адрес ведомого     Код функци     Данные
    Контрольная сумма

Кадр начинается с посылки адреса слейва (ведомого). к которому обращается мастер. Адрес лежит в диапазоне 1..247, при этом нулевой адрес используется при обращении ко всем устройствам в сети, на которую подчиненные не отвечают.

За адресом следует код функции, указывающий, что требуется от подчиненного. Код функции лежит в диапазоне 0-127, при этом диапазон 128-255 используется для указания ошибки.

За кодом функции следует передача данных, длина и формат которых зависит от кода функции и осуществляется побайтно, максимум - 252 байта.

За данными следует контрольная сумма из 2 байт и служащая для проверки ошибок в передаваемой информации.

Длина кадра может быть переменной, но не должна превышать 256 байт. Пауза между передачей байт в пределах кадра не должна превышать 1,5 времени передачи 1-го байта, а пауза между передачей кадров - 3,5 времени передачи 1-го байта. Для скоростей от 19200 бит/с и выше эти промежутки времени равны 0,75мс и 1,75мс.

Контрольная сумма используется для проверки ошибок в передаваемых данных и передается в конце кадра старшим байтом вперед. Ведущее устройство подсчитывает контрольную сумму, затем помещает ее в конец кадра, ведомое устройство подсчитывает контрольную сумму принятых данных и сравнивает ее с контрольной суммой в кадре, если принятая и подсчитанная контрольные суммы совпадают, значит, передача данных прошла успешно. Для подсчета используются все байты кадра, за исключением байт самой контрольной суммы.

Формат передаваемых данных имеет следующий вид:
Старт-бит   
    Данные (8 бит)   
    Стоп-бит или бит четности
    Стоп бит

Как видно, одна посылка состоит из 11 бит, при этом посылка байта может заканчиваться двумя стоп битами или битом четности со стоп битом.

Коды основных функций:

Битовая адресация:

     0х1 - чтение состояния релейных выходов;

     0х2 - чтение дискретных входов;

     0х5 - запись состояния одного релейного выхода;

     0хF - запись состояния нескольких релейных выходов;

16-битная адресация:

     0х3 - чтение регистров параметров:

     0х4 - чтение регистров данных;

     0х6 - запись одного регистра параметров;

     0х10 - запись одного или нескольких регистров параметров.