W tym artykule wyjaśnię, jak odczytywać i zapisywać dane Modbus przy użyciu zaawansowanego programu typu Modbus reader – Serial Port Monitor. Jeśli planujesz wdrożenie standardu Modbus w lokalnej sieci urządzeń lub na co dzień pracujesz z Modbusem, ten poradnik będzie dla Ciebie szczególnie pomocny.
Spis treści
- Oprogramowanie Modbus Reader
- Czym jest Modbus?
Oprogramowanie Modbus Reader
Serial Port Monitor to profesjonalne narzędzie typu RS485 Modbus reader oraz rejestrator danych, zaprojektowane do dekodowania protokołów Modbus RTU i Modbus ASCII, ich odczytu oraz zapisywania w celu dalszej analizy.
Dzięki temu oprogramowaniu dowiesz się, jak odczytywać dane Modbus oraz monitorować ruch przychodzący i wychodzący z urządzeń szeregowych pracujących w sieci Modbus. Aplikacja obsługuje wszystkie porty szeregowe, w tym RS232, RS422 oraz RS485.
Program jest przeznaczony dla programistów i testerów aplikacji oraz sprzętu komunikującego się przez porty szeregowe, a także dla specjalistów pracujących z urządzeniami i systemami opartymi na Modbus. Ułatwia interpretację oraz parsowanie komunikatów wysyłanych i odbieranych przez urządzenia podłączone do interfejsów COM.
Jedną z największych zalet Serial Port Monitor jest możliwość prezentowania przechwyconych danych w czytelnej i wygodnej formie. Aplikacja oferuje cztery tryby wizualizacji danych: widok tabeli, widok dump, widok linii oraz tryb terminala. Możesz samodzielnie zdecydować, w którym trybie dane będą wyświetlane — możliwe jest także jednoczesne włączenie kilku lub wszystkich widoków.
Co równie istotne, Serial Port Monitor posiada zaawansowane opcje wyszukiwania i filtrowania danych, a także tryb terminala umożliwiający wykonywanie poleceń tekstowych.
Jak odczytywać dane Modbus?
Oto jak krok po kroku odczytać dane Modbus przy użyciu tego narzędzia:
-
1.
Najpierw pobierz Serial Port Monitor i zainstaluj go na swoim komputerze.
-
2.
Uruchom aplikację i wybierz z menu „Session > New session”, aby rozpocząć rejestrowanie komunikatów Modbus.
-
3.
W wyświetlonym oknie „New monitoring session” wybierz tryby wyświetlania danych szeregowych, które mają prezentować przechwycone informacje podczas sesji monitorowania.
-
4.
Ponieważ będziesz odczytywać dane Modbus, w kolejnym kroku włącz widok Modbus, który wyświetli dane wysyłane i odbierane przez porty COM systemu.
-
5.
W razie potrzeby zaznacz opcje „Start monitoring now” oraz „Start in new window”.
-
6.
Następnie wybierz zdarzenia do przechwytywania: Create/Close, Read/Write, Device Control.
-
7.
Kliknij „Start monitoring”, aby uruchomić sesję odczytu danych Modbus.
Teraz, w ustawieniach widoku Modbus, możesz skonfigurować wymagane parametry. Wystarczy przejść do **„Session > Preferences”** i wybrać kolory dla daty i godziny, nagłówka, struktury, szczegółów, sumy kontrolnej oraz błędów. W tym miejscu możesz również określić, czy dane Modbus mają być odczytywane jako **Modbus RTU** czy **Modbus ASCII**.
Czym jest Modbus?
Modbus to protokół komunikacji szeregowej wykorzystywany do przesyłania danych pomiędzy urządzeniami elektronicznymi za pośrednictwem łączy szeregowych. Standardowa komunikacja Modbus opiera się na modelu, w którym jedno urządzenie — **Modbus Master** — zapisuje dane lub wysyła zapytania do innych urządzeń — **Modbus Slave** — w ramach sieci szeregowej. Zazwyczaj w sieci Modbus znajduje się jeden Master oraz do 247 Slave. Protokół wykorzystuje interfejsy RS485, RS422 i RS232, a także sieci Ethernet TCP/IP (Modbus TCP).
Jak działa?
Dane Modbus są przesyłane przez kanał szeregowy łączący dwa urządzenia COM. Informacje są przekazywane w postaci ciągu zer i jedynek (bitów danych) za pomocą standardowego kabla szeregowego. Każdy bit jest transmitowany jako napięcie. Typowa prędkość transmisji Modbus wynosi 9600 bodów. Dane są wysyłane w blokach po 8 bitów (bajtach), z których każdy może przyjmować wartości od 00 do FF.
Do czego jest wykorzystywany?
Modbus jest powszechnie stosowany w przemyśle do przesyłania danych z urządzeń sterujących do centralnych systemów zbierania danych. Może to być np. system pomiaru temperatury lub wilgotności, który przekazuje wyniki do komputera nadzorującego. Protokół ten jest również używany do komunikacji pomiędzy komputerem sterującym a jednostką RTU w systemach SCADA. Istnieją wersje Modbus dla komunikacji szeregowej (Modbus RTU, Modbus ASCII) oraz dla sieci Ethernet (Modbus TCP).
Integralność danych Modbus
W automatyce przemysłowej i systemach pomiarowych zachowanie integralności danych ma kluczowe znaczenie. Odczyty z czujników muszą docierać do sterownika bez zmian, a konfiguracje wysyłane do urządzeń Modbus muszą być przesyłane poprawnie.
Uszkodzenie danych podczas transmisji może prowadzić do poważnych błędów. Na przykład, jeśli czujnik temperatury zmierzy 24°C, ale przesłana wartość zostanie zmieniona na 18°C wskutek błędu bitowego, reakcja systemu może być nieprawidłowa.
Aby temu zapobiec, ramka Modbus zawiera sumę kontrolną. Jest to 2-bajtowa wartość obliczana na podstawie identyfikatora urządzenia oraz jednostki danych (PDU), która następnie jest dołączana do komunikatu Modbus. Po odebraniu ramki urządzenie ponownie oblicza sumę kontrolną i porównuje ją z wartością przesłaną. W przypadku niezgodności pakiet danych jest odrzucany.
Zasięg i prędkość Modbus
Modbus może działać na kablach RS232, RS485 lub Ethernet, z których każdy obsługuje inne odległości i prędkości transmisji. Przykładowo RS232 umożliwia komunikację na dystansie do około 15 metrów przy prędkości 9600 bodów.
Najczęściej wykorzystywany jest RS485, który pozwala na transmisję danych na odległość do 1200 metrów przy prędkościach sięgających 115 200 bodów. Ethernet zazwyczaj obsługuje połączenia do 100 metrów, ograniczone możliwościami przełączników sieciowych.
Chociaż Modbus RS485 teoretycznie obsługuje bardzo wysokie prędkości transmisji, w praktyce rzadko przekracza się 19 200 bodów. Wyższe prędkości zwykle nie są potrzebne, a wiele urządzeń podrzędnych nie jest przystosowanych do obsługi ekstremalnych wartości baud rate.
