1979 m. „Modicon“ (dabar „Schneider Electric“) sukurtas naudoti su savo PLC, „Modbus“ tapo pramoninių elektroninių prietaisų prijungimo standartu. Modbus RTU (Remote Terminal Unit) yra vienas dažniausiai naudojamų komunikacijos protokolų pramoninėje automatikoje. Tai nuosekliojo ryšio metodas, leidžiantis vienoje ryšio linijoje sujungti kelis įrenginius, palengvinantis efektyvų duomenų mainus tarp valdiklių, jutiklių, pavarų ir kitų įrenginių.
Pagrindiniai Modbus RTU komunikacijos privalumai:
Paprastumas ir lengvas įdiegimas – Modbus RTU komunikacijoje naudojama paprasta, lengvai suprantama protokolo struktūra, leidžianti greitai integruoti ir atlikti minimalų trikčių šalinimą. Protokolo paprastumas, sumažina inžinierių ir technikų mokymosi laiką.
Lankstumas ir mastelio keitimas – Modbus RTU tinklas leidžia iki 247 įrenginių bendrauti tame pačiame tinkle, nereikalaujant sudėtingų konfigūracijų. Jį galima lengvai išplėsti įtraukiant daugiau įrenginių arba atnaujinti, kad būtų palaikomi naujesni Modbus standartai.
Pritaikymas – kaip atviras protokolas, Modbus RTU užtikrina įvairių įrenginių ir programinės įrangos suderinamumą. Kaip atviras standartas, Modbus RTU užtikrina, kad dauguma skirtingų gamintojų įrenginių galėtų sklandžiai bendrauti.
Patikimumas – Modbus RTU komunikacija naudoja ciklinį pertekliaus patikrinimą (CRC) klaidų aptikimui, užtikrinant patikimą duomenų perdavimą. Jis sukurtas taip, kad būtų atsparus elektros trikdžiams, todėl tinka atšiaurioje pramoninėje aplinkoje.
Universalumas – Modbus RTU komunikacija taikoma įvairiuose sektoriuose, įskaitant gamybą, pastatų automatiką, energijos valdymą, ŠVOK ir kt. Jis gali būti naudojamas su PLC, HMI, jutikliais, pavaromis ir kitais pramoniniais įrenginiais.
Kelių parametrų vienu metu nuskaitymas – Modbus RTU ryšys per vieną ryšio ciklą iš vieno įrenginio gali surinkti kelis duomenų taškus. Tai palengvina išsamų duomenų rinkimą ir stebėjimą centrinėse sistemose, leidžiančią efektyviai tvarkyti kelis parametrus.
Paprastumas ir lengvas įdiegimas – Modbus RTU komunikacijoje naudojama paprasta, lengvai suprantama protokolo struktūra, leidžianti greitai integruoti ir atlikti minimalų trikčių šalinimą. Protokolo paprastumas, sumažina inžinierių ir technikų mokymosi laiką.
Lankstumas ir mastelio keitimas – Modbus RTU tinklas leidžia iki 247 įrenginių bendrauti tame pačiame tinkle, nereikalaujant sudėtingų konfigūracijų. Jį galima lengvai išplėsti įtraukiant daugiau įrenginių arba atnaujinti, kad būtų palaikomi naujesni Modbus standartai.
Pritaikymas – kaip atviras protokolas, Modbus RTU užtikrina įvairių įrenginių ir programinės įrangos suderinamumą. Kaip atviras standartas, Modbus RTU užtikrina, kad dauguma skirtingų gamintojų įrenginių galėtų sklandžiai bendrauti.
Patikimumas – Modbus RTU komunikacija naudoja ciklinį pertekliaus patikrinimą (CRC) klaidų aptikimui, užtikrinant patikimą duomenų perdavimą. Jis sukurtas taip, kad būtų atsparus elektros trikdžiams, todėl tinka atšiaurioje pramoninėje aplinkoje.
Universalumas – Modbus RTU komunikacija taikoma įvairiuose sektoriuose, įskaitant gamybą, pastatų automatiką, energijos valdymą, ŠVOK ir kt. Jis gali būti naudojamas su PLC, HMI, jutikliais, pavaromis ir kitais pramoniniais įrenginiais.
Kelių parametrų vienu metu nuskaitymas – Modbus RTU ryšys per vieną ryšio ciklą iš vieno įrenginio gali surinkti kelis duomenų taškus. Tai palengvina išsamų duomenų rinkimą ir stebėjimą centrinėse sistemose, leidžiančią efektyviai tvarkyti kelis parametrus.
Modbus – patikimas ir trikdžiams atsparus ryšys Modbus prieš analoginius signalus
Modbus ryšys buvo sukurtas tam, kad keli įrenginiai (pvz., jutikliai, ventiliatoriaus greičio valdikliai ir loginiai valdikliai) galėtų patikimai veikti kartu pramoninėje aplinkoje. Taip pat pastate yra didelė klasikinių analoginių (0–10 voltų) signalų trikdžių rizika, ypač ilgų kabelių, kurie yra šalia maitinimo kabelių, atveju. Modbus ryšys yra daug stabilesnis ir patikimesnis, palyginti su analoginiais signalais. Tai suteikia galimybę naudoti žymiai ilgesnius kabelius be trikdžių ar duomenų praradimo rizikos. Dirbant su analoginiais signalais, kabelių ilgiai turi būti trumpesni, kad būtų išvengta trikdžių.
Modbus ryšys buvo sukurtas tam, kad keli įrenginiai (pvz., jutikliai, ventiliatoriaus greičio valdikliai ir loginiai valdikliai) galėtų patikimai veikti kartu pramoninėje aplinkoje. Taip pat pastate yra didelė klasikinių analoginių (0–10 voltų) signalų trikdžių rizika, ypač ilgų kabelių, kurie yra šalia maitinimo kabelių, atveju. Modbus ryšys yra daug stabilesnis ir patikimesnis, palyginti su analoginiais signalais. Tai suteikia galimybę naudoti žymiai ilgesnius kabelius be trikdžių ar duomenų praradimo rizikos. Dirbant su analoginiais signalais, kabelių ilgiai turi būti trumpesni, kad būtų išvengta trikdžių.
Be galimybės naudoti ilgesnius kabelius, Modbus RTU komunikacija, palyginti su analoginiais signalais, taip pat turi šiuos pranašumus:
Tikslumas – Modbus ryšys, būdamas skaitmeninis, užtikrina didelį duomenų perdavimo greitį ir tikslumą. Skirtingai nuo analoginių signalų, kurie gali nukentėti dėl signalo pablogėjimo ir trikdžių dideliais atstumais, Modbus perduoda duomenis skaitmeniniu formatu, užtikrindamas, kad informacija išliktu nepažeista ir tiksli. Siekiant sumažinti trikdžių riziką, analoginio signalo kabeliai paprastai įrengiami atskirame kabelių dėkle. Fiziškai atskirtas nuo elektros linijų.
Duomenų skirtumas – skaitmeninis ryšys per Modbus leidžia perduoti sudėtingesnius ir išsamesnius duomenis. Nors analoginiai signalai paprastai perduoda vieną matavimą (pvz., temperatūrą arba slėgį), Modbus vienu metu gali perduoti kelis parametrus ir būsenos informaciją. Tai apima diagnostiką, konfigūracijos nustatymus ir kelis jutiklių rodmenis, leidžiančius atlikti išsamesnį stebėjimą ir valdymą. Valdydami EC variklį 0–10 voltų signalu, žinome, koks yra norimas ventiliatoriaus greitis. Ką ventiliatorius veikia praktiškai ir ar jis apskritai veikia, neaišku. Jei valdome tą patį EC ventiliatorių per Modbus ryšį, taip pat galime paprašyti ventiliatoriaus atgalinio signalo. Pavyzdžiui, galime nuskaityti efektyvų ventiliatoriaus greitį, stebėti EC variklio temperatūrą, stebėti energijos suvartojimą, gauti pranešimus, jei iškyla variklio problema ir kt.
Pritaikymas – Modbus yra atviras ir plačiai naudojamas protokolas, tai reiškia, kad jį palaiko daugybė įvairių gamintojų įrenginių. Lengvas pritaikymas užtikrina, kad komponentai galėtų lengvai bendrauti tarpusavyje, palengvinant integraciją ir sumažinant priklausomybę nuo konkrečių pardavėjų. Priešingai, analoginės sistemos dažnai susiduria su suderinamumo problemomis, kai integruojami skirtingų gamintojų įrenginiai. Esant 0–10 voltų signalui, reikia atkreipti dėmesį į tai, ar įžeminimo signalai gali būti sujungti, ar ne. Kai kuriais atvejais yra trumpojo jungimo pavojus. Naudojant PWM signalus, abu įrenginiai turi naudoti tą patį dažnį, PWM signalo amplitudė turi būti teisinga ir t.t. Paprastai vieną analoginį signalą gali naudoti tik vienas (arba ribotas įrenginių skaičius).
Lengvas trikdžių šalinimas ir priežiūra – skaitmeninės sistemos, tokios kaip Modbus, siūlo patobulintas diagnostikos galimybes, naudojant ciklinį patikrinimą (CRC). Jame pateikiami išsamūs klaidų pranešimai ir būsenos ataskaitos, todėl lengviau nustatyti ir išspręsti problemas. Prisijungus prie debesies, nuotolinė diagnostika taip pat yra galima. Norint diagnozuoti problemas, analoginėms sistemoms paprastai reikia atlikti rankinį patikrinimą ir testavimą, o tai gali užtrukti daug laiko ir būti ne tokie tikslūs.
Lankstumas ir funkcionalumas – Modbus leidžia palaikyti ryšį dviem kryptimis, leidžiant ne tik rinkti duomenis, bet ir siųsti komandas į lauko įrenginius. Ši galimybė palaiko pažangias valdymo strategijas ir automatizavimo užduotis, kurių neįmanoma atlikti naudojant vienakrypčius analoginius signalus.
Sumažintas signalo laidų skaičius – Modbus ryšys sumažina didelių signalų laidų poreikį. Užuot vedę atskirus laidus su tinkamu ekranavimu ir įžeminimu kiekvienam analoginiam signalui, viena skaitmeninio ryšio linija gali perduoti kelis signalus. Tai supaprastina montavimo procesą, sumažina galimų gedimų skaičių ir sumažina medžiagų bei darbo sąnaudas.
Mastelio keitimas – Modbus palaiko kelių įrenginių prijungimą tame pačiame tinkle, todėl galima lengvai keisti mastelį. Norint pridėti daugiau jutiklių ar įrenginių, nereikia laidų ar infrastruktūros pakeitimų, kaip būtų analoginių sistemų atveju, kur mastelio keitimą riboja galimų įėjimų / išėjimų taškų skaičius. Šis lankstumas yra būtinas šiuolaikinėje pramoninėje aplinkoje, kur sistemos turi prisitaikyti prie kintančių reikalavimų.
Lankstumas ir funkcionalumas – Modbus leidžia palaikyti ryšį dviem kryptimis, leidžiant ne tik rinkti duomenis, bet ir siųsti komandas į lauko įrenginius. Ši galimybė palaiko pažangias valdymo strategijas ir automatizavimo užduotis, kurių neįmanoma atlikti naudojant vienakrypčius analoginius signalus.
Sumažintas signalo laidų skaičius – Modbus ryšys sumažina didelių signalų laidų poreikį. Užuot vedę atskirus laidus su tinkamu ekranavimu ir įžeminimu kiekvienam analoginiam signalui, viena skaitmeninio ryšio linija gali perduoti kelis signalus. Tai supaprastina montavimo procesą, sumažina galimų gedimų skaičių ir sumažina medžiagų bei darbo sąnaudas.
Mastelio keitimas – Modbus palaiko kelių įrenginių prijungimą tame pačiame tinkle, todėl galima lengvai keisti mastelį. Norint pridėti daugiau jutiklių ar įrenginių, nereikia laidų ar infrastruktūros pakeitimų, kaip būtų analoginių sistemų atveju, kur mastelio keitimą riboja galimų įėjimų / išėjimų taškų skaičius. Šis lankstumas yra būtinas šiuolaikinėje pramoninėje aplinkoje, kur sistemos turi prisitaikyti prie kintančių reikalavimų.
Dėl RS485 technologijos Modbus yra tvirtas ir atsparus trikdžiams ryšys. Todėl Modbus ryšys yra plačiai naudojamas standartas tiek pramonėje, tiek HVAC. Kadangi tai yra atvirasis protokolas, skirtingų gamintojų įrenginiai gali keistis informacija tarpusavyje per Modbus ryšį. Tai gali būti laikoma universalia kalba. Sentera produktai taip pat keičiasi informacija per Modbus ryšį. Tai leidžia jiems paprastai dirbti kartu. Sentera įrenginių nustatymus taip pat galima lengvai valdyti per Modbus ryšį.
Nors Modbus ryšys suteikia didelių pranašumų, jis nėra taikomas visuotinai. Yra specifinių situacijų, kai skaitmeniniai arba analoginiai signalai yra pageidautini arba būtini. Sena ir paprasta ŠVOK įranga buvo sukurta prieš priimant Modbus ir palaiko tik analoginius arba skaitmeninius signalus. Šiems atvejams Sentera siūlo platų keitiklių asortimentą. Pagrindinė jų funkcija yra rinkti duomenis iš analoginių jutiklių arba skaitmeninių jungiklių, konvertuoti juos į atitinkamą Modbus RTU formatą ir perduoti į ŠVOK valdiklį arba BMS. Tai užtikrina ryšį ir sąveikumą tarp įrenginių, kurie kitu atveju nebūtų suderinami su Modbus protokolu.
Apibendrinant galima pasakyti, kad Modbus ryšys suteikia didelių pranašumų, palyginti su analoginiais signalais, įskaitant didesnį tikslumą, mastelio keitimą, turtingesnį duomenų perdavimą, sąveikumą, lengvą trikčių šalinimą, tolimojo ryšio galimybes, ekonomiškumą, patobulintą funkcionalumą, saugumą ir sumažintą laidų sudėtingumą. Dėl šių privalumų Modbus yra tinkamiausias pasirinkimas šiuolaikinėms pramonės ir namų bei pastatų automatizavimo programoms, prisidedant prie efektyvesnių, patikimesnių ir lankstesnių valdymo sistemų.