Guide de communication
Modbus RTU


Dans cet article, nous allons expliquer tous les aspects liés à la communication Modbus RTU. Quelle est la différence entre Modbus RTU vs ASCII et Modbus RTU vs TCP / IP? Comment tester le protocole Modbus RTU avec le logiciel de surveillance Modbus RTU.

Contenu

  1. Quel est le protocole Modbus RTU?
  2. Comment tester Modbus RTU avec le moniteur de port série
  3. Comment fonctionne Modbus RTU?
  4. Modbus RTU vs TCP
  5. Modbus RTU vs ASCII

Quel est le protocole Modbus RTU?


Le protocole Modbus RTU est un moyen de communication qui permet l’échange de données entre des automates programmables et des ordinateurs. Les appareils électroniques peuvent échanger des informations sur des lignes série à l'aide du protocole Modbus.

Il est devenu largement accepté et est largement utilisé dans la construction de Systèmes de gestion de bâtiment (BMS) et Industrial Automation Systems (IAS). Its adoption has been spurred on by its ease-of-use, reliability, and the fact that it is open-source and can be used royalty free in any device or application.

Le protocole a été développé et publié par Modicon® en 1979 pour être utilisé avec ses contrôleurs logiques programmables. Construit selon une architecture maître/esclave, il prend en charge les périphériques série utilisant les protocoles RS232/RS485/RS422. Modbus est souvent utilisé dans des scénarios où plusieurs appareils d'instrumentation et de contrôle transmettent des signaux à un contrôleur central ou à un système pour collecter et analyser des données. Automatisation industrielle et contrôle de supervision et acquisition de données (SCADA) les systèmes utilisent souvent le protocole Modbus.

Que signifie Modbus RTU?


Modbus RTU (Remote Terminal Unit) est l'un des deux modes de transmission définis dans la spécification Modbus d'origine. Les deux modes sont Modbus RTU et ASCII et sont tous deux conçus pour être utilisés avec des périphériques série prenant en charge les protocoles RS232, RS485 et RS422. Une caractéristique distinctive de Modbus RTU est son utilisation du codage binaire et du contrôle d'erreur CRC fort. Modbus RTU est la mise en oeuvre du protocole Modbus le plus souvent utilisé dans les applications industrielles et les installations de production automatisées.

Comment tester Modbus RTU avec le moniteur de port série


Il existe quelques situations où l’utilisation d’un testeur Modbus RTU peut être très utile. Si vous développez ou débogage de périphériques série ou d'applications, vous souhaitez pouvoir surveiller et analyser la transmission de données entre appareils et applications. Un autre cas où un utilitaire de surveillance Modbus RTU s'avérera indispensable est le suivant: si vous êtes chargé de la maintenance du réseau et des périphériques associés dans une installation de production industrielle automatisée.

Serial Port Monitor est un logiciel efficace pour tester et déboguer le protocole Modbus RTU.
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Serial Port Monitor par Eltima est un logiciel Modbus RTU. C'est une application complète et complète qui permet de surveiller et d'analyser toutes les activités d'interface Modbus RTU sur votre système. Tous les appareils prenant en charge les protocoles RS232, RS485 et RS422 peuvent avoir leurs transmissions surveillées et analysées pour faciliter les tâches de débogage ou de développement.

Cet outil logiciel a été conçu avec une interface souple et conviviale, un terminal intégré et des capacités d’exportation de données. C'est une ressource précieuse pour diagnostiquer les problèmes de communication Modbus RTU dans l'environnement Windows. Voici quelques points saillants de la liste des fonctionnalités qui font partie de Serial Port Monitor.

  • Analyse de l'activité Modbus RTU. Ce renifleur de port série peut ouvrir n'importe quel port série, même ceux déjà ouverts par une autre application, et commencer immédiatement à surveiller toutes les activités se déplaçant via cette interface. La collecte de données en temps réel vous permet de localiser rapidement les problèmes. Les données contrôlées peuvent être redirigées vers des fichiers ou copiées dans le presse-papiers pour être utilisées pour une analyse ultérieure.
  • Surveiller plusieurs ports série simultanément. L'utilisation de cette fonctionnalité vous permet de regarder vos applications interagir avec plusieurs ports ou périphériques au cours de la même session de surveillance. Les données capturées sont présentées sous forme de premier entré, premier sorti dans un fichier journal central afin de simplifier leur analyse.
  • Choisissez entre plusieurs vues de données. Il existe quatre vues pouvant être utilisées séparément ou vues simultanément. Ce sont les modes table, ligne, vidage et terminal et chacun peut offrir un aperçu différent de vos données. La vue Dump vous permet d’examiner les paramètres de port et vous pouvez utiliser des filtres de surveillance pour réduire l’encombrement de l’écran et vous concentrer sur les événements importants.
  • Emulation de la transmission de données. Vous pouvez envoyer des données à des périphériques série dans différents formats tels que chaîne, binaire, décimal et hexadécimal pour surveiller la réaction du périphérique série à des commandes ou des chaînes de données spécifiques.
  • Option de lecture de session. Vous pouvez répéter une transmission sur un port série pour obtenir des informations de surveillance plus précises. Les sessions peuvent être comparées les unes aux autres et les différences automatiquement mises en évidence pour faciliter l'analyse.
  • Exporter des données surveillées dans divers formats. Vous pouvez exporter vos données vers un fichier au format HTML, texte ASCII, texte UNICODE ou Exсel CSV. Vous pouvez également ajouter des données surveillées à un fichier précédemment enregistré.
  • Interface conviviale. Serial Port Monitor est conçu pour permettre l'accès aux interfaces et aux ports série sans avoir besoin de compétences en programmation. Les filtres permettant de contrôler les données affichées sont facilement personnalisables dans la barre d’outils de l’application.
  • Suivre les codes de contrôle d'entrée/sortie. Vous pouvez obtenir les détails complets et les paramètres de tous les codes de contrôle d'entrée/sortie série (IOCTL) à l'aide de Serial Port Monitor.

Cet analyseur de protocole Modbus RTU doit figurer dans la boîte à outils de toute personne travaillant de manière intensive avec des périphériques série et le protocole Modbus. Vous pouvez l'utiliser en mode RTU ou ASCII, ce qui en fait un utilitaire logiciel polyvalent. C'est une solution efficace qui vous permet de surveiller toutes les interfaces série de votre système sans nécessiter de matériel supplémentaire. Le moniteur de port série d’Eltima fonctionne sous le système d’exploitation Windows 10 ainsi que sous Windows Server 2012 et 2016.

Comment fonctionne Modbus RTU?


Le protocole Modbus est essentiellement un système qui traite les demandes et les réponses des appareils électroniques. L'architecture maître / esclave est utilisée par le maître pour effectuer les demandes auxquelles les périphériques esclaves répondent.

Qu'est-ce qu'un maître Modbus RTU?

Un maître Modbus RTU est l'appareil central qui demande des informations aux appareils esclaves connectés. Un contrôleur central dans un système de production automatisé peut jouer le rôle de maître Modbus RTU. Une implémentation Modbus a un maître. Les périphériques maîtres obtiennent des informations des esclaves et peuvent également écrire dans les registres des périphériques esclaves.

Qu'est-ce qu'un esclave Modbus RTU?

L'esclave Modbus RTU est le périphérique qui répond à la demande formulée par le périphérique maître. Il ne peut pas initier de transferts d'informations et est en attente jusqu'à ce qu'il réponde à une demande du maître.

Comme indiqué, une implémentation Modbus RTU comporte un seul appareil maître et jusqu'à 247 appareils esclaves. Chaque appareil esclave est identifié par une adresse esclave de 1 à 247.

Au cœur du protocole Modbus se trouve le composant connu sous le nom de Unité de données de protocole (PDU). TLa PDU se compose d’un code de fonction et de données et est construite de manière cohérente quel que soit le mode de transmission Modbus utilisé. Le code de fonction spécifie les données demandées par le maître.

En mode de transmission Modbus RTU, des informations supplémentaires sont regroupées autour de la PDU pour créer la totalité de l'unité de données d'application (ADU). Dans le flux de signal et avant le code de fonction, en mode RTU Modbus, un ID d'esclave de 1 octet est envoyé pour identifier le dispositif esclave devant satisfaire la demande. Un CRC de 2 octets est ajouté à la PDU pour garantir que la quantité d'octets appropriée a été envoyée et reçue.

Les appareils Modbus prennent en charge quatre tables de données, utilisées pour faciliter la communication entre les appareils. Il s'agit d'entrées discrètes, de sorties discrètes (bobines), de registres d'entrée et de registres de maintien. Les registres remplissent des fonctions différentes et ne sont pas tous inclus dans chaque appareil. Dans certains cas, seuls les registres de stockage sont utilisés pour les fonctionnalités d'E / S.

Champ Accès Taille La description
Entrées discrètes
seulement lire
1 bit
utilisé comme intrants
Sorties de bobines
lecture écriture
1 bit
utilisé pour contrôler discret
Registres d'entrée
seulement lire
16 bits
utilisé pour l'entrée
Tenir des registres
lecture écriture
16 bits
utilisé pour une variété de choses, y compris les entrées, sorties, données de configuration, etc.

Les codes de fonction indiquent comment le maître interagit avec le périphérique esclave spécifié dans l'ID esclave. Sur la base du code de fonction envoyé, le dispositif maître peut lire ou écrire sur l’un des registres de l’esclave.

Les esclaves renvoient des codes d'erreur lorsqu'ils reçoivent un paquet contenant une erreur dans la demande. Des codes d'erreur sont renvoyés pour des problèmes tels que la demande d'une fonction illégale, des adresses de registre illégales auxquelles l'esclave spécifié ne peut pas accéder, et des messages indiquant que le périphérique esclave est occupé ou a rencontré une défaillance.

Modbus RTU requiert que vous connaissiez ou définissiez des paramètres tels que le débit en bauds, le format des caractères (8 bits sans parité, etc.) et l'ID de l'esclave lors du lancement de la communication. Une non-concordance de l'un de ces paramètres entraînera l'échec de votre tentative de communication.

Modbus RTU vs TCP


Modbus RTU est l'un des modes de transmission d'origine définis dans le protocole Modbus. Modbus TCP est une extension du protocole récemment développée qui permet aux protocoles Modbus d'être acheminés sur des réseaux TCP/IP. La latence inhérente et d'autres aspects de la communication sur un réseau nécessitaient quelques modifications sur la façon de synchroniser les demandes et les réponses et de garantir que les données erronées ne soient pas reçues d'un périphérique esclave.

Modbus TCP présente une différence dans la façon dont la PDU est enveloppée par rapport à Modbus RTU. La trame TCP contenant la PDU commence par un identifiant de transaction MBAP (Modbus Application Protocol) de 2 octets plutôt que par l'ID esclave. En outre, le CRC n’a pas besoin de vérifier les erreurs car la couche TCP gère cette fonction.

Modbus RTU vs ASCII


Comme ils faisaient tous deux partie de la spécification de protocole Modbus d'origine, vous vous demandez peut-être quelle est la différence entre Modbus ASCII et Modbus RTU. Modbus RTU utilise le codage binaire et la vérification des erreurs CRC. Ces choix ont été faits dans un souci d’efficacité et constituent la principale raison pour laquelle le mode RTU est celui qui est le plus couramment utilisé en milieu industriel. Comme vous l'avez peut-être deviné, ASCII Modbus utilise des caractères ASCII lors de l'envoi de messages.

L'utilisation de caractères ASCII rend les messages plus lisibles par l'homme, mais constitue un moyen de transmission moins efficace. Une autre différence majeure réside dans le niveau de vérification des erreurs effectué. Modbus ASCII utilise la méthode de vérification d'erreur LRC moins efficace plutôt que le CRC plus puissant du mode RTU.

Bien que Modbus RTU et Modbus ASCII soient conçus pour être utilisés avec des périphériques et des protocoles série, ils sont incompatibles en raison des différences décrites ci-dessus. Si vous travaillez avec des périphériques série, vous devez être prêt à utiliser le protocole Modbus.

Serial Port Monitor

Configuration requise: Windows (32-bit et 64-bit): XP/2003/2008/Vista/7/8/10, Windows Server 2012, Windows Server 2016 , 9.16MB taille
Version 7.0.342 (le 13 Jan, 2018) Notes de mise à jour
Catégorie: Communication Application