Decodificatore Modbus: come decodificare il protocollo Modbus

Olga Weis

Il protocollo di comunicazione Modbus è un mezzo attraverso il quale i dispositivi o le applicazioni seriali possono comunicare attraverso una rete. È stato sviluppato nel 1979 dalla Modicon Corporation per l'uso nei propri controllori logici programmabili.

Modbus utilizza a Mastero/Paradigma dello schiavo dove il Master fa richieste ai dispositivi Slave che a loro volta forniscono risposte al Master. È un protocollo aperto e può essere incorporato in qualsiasi dispositivo senza royalty. Ciò lo ha reso molto popolare con i produttori di dispositivi seriali ed è diventato un protocollo di comunicazione standard nei settori industriale e manifatturiero.

Una rete Modbus standard è composta da un singolo master e fino a 247 dispositivi slave. Nei grandi impianti di produzione, possono essere utilizzate diverse reti Modbus per monitorare e controllare vari processi industriali. I sistemi di automazione industriale fanno un uso pesante di monitor e controllori elettronici che utilizzano il protocollo Modbus.

Esistono due modalità di trasmissione principali di Modbus. Loro sono Modbus RTU (unità terminale remota) e Modbus ASCII. La variazione RTU è più efficiente mentre Modbus ASCII produce messaggi che sono più facilmente comprensibili dai lettori umani.

Decodifica questi messaggi è la chiave per il debug dei problemi con la tua rete Modbus o con i dispositivi ad essa collegati.

Serial Port Monitor è un innovativo analizzatore di protocollo Modbus sviluppato da Eltima Software che può essere utilizzato per decodificare i messaggi di protocollo Modbus sia in formato RTU che ASCII.
Serial Port Monitor logo

Serial Port Monitor

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Serial Port Monitor

Il processo di decodifica converte il formato che i dispositivi seriali usano per comunicare direttamente in messaggi significativi ai custodi umani dei sistemi in questione. Usare un Decodificatore di messaggi Modbus consente di comprendere i messaggi che si spostano attraverso la rete Modbus che possono essere utili per diagnosticare i problemi e aumentare l'efficienza.

Quando sorgono problemi in a Implementazione di rete Modbus, la capacità di decodificare i messaggi Modbus è fondamentale per affrontare la situazione nel modo corretto. È qui che un decodificatore di frame Modbus di qualità come Serial Port Monitor può fare la differenza consentendo un'identificazione rapida e precisa del problema che sta interessando la rete o i dispositivi.

Utilizzo del monitor della porta seriale per la decodifica
Dati Modbus


Quando è necessario decodificare i dati Modbus, Serial Port Monitor è uno strumento indispensabile che può aiutare gli sviluppatori o gli amministratori di rete a risolvere i problemi relativi alle reti. È disponibile come download gratuito di decodificatore Modbus, in modo da poter vedere come il prodotto può essere d'aiuto nell'installazione Modbus. Ecco le istruzioni su come decodificare i messaggi Modbus usando questo eccellente strumento software.

  1. Innanzitutto, è necessario avviare una nuova sessione di monitoraggio avviando Serial Port Monitor.
  2. Selezionare "Sessione -> Nuova sessione" dal menu principale. In alternativa puoi scegliere "Nuovo" sulla barra degli strumenti principale o utilizzare la scorciatoia da tastiera CTRL+N. New session

  3. La "Nuova sessione di monitoraggio" verrà visualizzata la schermata in cui è possibile scegliere la porta seriale o le porte che si desidera monitorare. New monitoring session

  4. Scegli i visualizzatori desiderati tra Tabella, Linea, Dump o Vista terminale. Se si utilizza lo strumento come decodificatore Modbus RTU, selezionare Modbus e RTU. Modbus ASCII è anche disponibile se questo è il protocollo che stai utilizzando.
  5. È possibile controllare le nuove opzioni di sessione "Inizia il monitoraggio ora" e "Inizia in una nuova finestra".
  6. Seleziona le opzioni di acquisizione per scegliere quali eventi catturare: Crea/Chiudi, Leggi/Scrivi o Controllo dispositivo.
  7. Clicca sul "Avvia monitoraggio" pulsante dopo aver effettuato tutte le selezioni. Vedrai i dati in tutti i formati che hai scelto nella finestra di monitoraggio.
Start monitoring

Modbus Analyzer consente di personalizzare ulteriormente il modo in cui i dati monitorati vengono presentati modificando le preferenze della sessione. Per accedere alla finestra di configurazione, selezionare "Sessione -> Preferenze" o usare la scorciatoia CTRL+P. Ecco i modi in cui è possibile personalizzare la visualizzazione dei dati visualizzata dalla sessione di monitoraggio.

monitoring session

  • Personalizza il modo in cui ciascun visualizzatore viene visualizzato espandendo l'opzione "Windows" nel riquadro della finestra di sinistra. È possibile scegliere di visualizzare i dati in diversi colori e controllare quali colonne vengono visualizzate quando si è in Visualizza come tabella. Table View

  • Personalizza il formato data/ora per visualizzare la data e l'ora effettive o gli intervalli di tempo dall'inizio della sessione o dall'ultimo invio del record. Questo controllo semplifica la visualizzazione dei record in un modo che ha più senso per la situazione di monitoraggio. timestamp format

  • La rappresentazione dei dati trasmessi può essere personalizzata modificando la lunghezza e la scala della notazione della stringa. string length

  • La finestra di dialogo di invio personalizzabile ti consente di inviare stringhe di testo con o senza i loro equivalenti esadecimali. Qui puoi anche creare alias per aumentare la velocità di trasmissione. send dialog create aliases
Comprensione e decodifica del
formato del messaggio Modbus

Il protocollo Modbus è stato progettato per essere utilizzato con dispositivi e applicazioni seriali. Al suo livello più elementare, la comunicazione Modbus è binaria e viene condotta inviando una serie di bit che indicano gli zeri e quelli tramite tensioni. Una tensione positiva indica uno zero e una tensione negativa è uno. La trasmissione di dati binari viene convertita in esadecimale con ciascun blocco di 4 bit che rappresenta una cifra esadecimale da 0 a F.

Modbus protocol

I messaggi sono il modo in cui i dispositivi Master e Slave in una rete Modbus comunicano tra loro. L'uso di un decodificatore di pacchetti Modbus ci consente di esaminare questi messaggi per capire cosa dicono i dispositivi l'un l'altro e determinare perché si verificano problemi di rete o di interfaccia.

I messaggi Modbus viaggiano tra Master e Slave e indicano la funzione o lo scopo della richiesta. I messaggi vengono restituiti al master dallo slave con i dati richiesti o un'indicazione che la funzione è stata eseguita. I messaggi Modbus sono codificati in modo diverso per le modalità di trasmissione RTU e ASCII del protocollo. Ciò rende i due protocolli incompatibili tra loro.

Modbus messages

I messaggi Modbus sono chiamati frame e ci sono due tipi coinvolti nella comunicazione. Il Protocol Data Unit (PDU) che contiene un codice di funzione e dati è uno dei tipi di frame. L'altra è l'Application Data Unit (ADU) che contiene l'indirizzo e le informazioni di controllo degli errori. Il codice funzione indica l'azione richiesta per essere eseguita con i dati che accompagnano il messaggio.

I dispositivi Modbus contengono bobine che eseguono operazioni discrete on/off e registri che contengono dati. I codici funzione possono richiedere azioni come scrivere su una bobina o leggere o scrivere sui registri di un dispositivo.

Modbus RTU utilizza la codifica binaria e un controllo di ridondanza ciclica (CRC) per eseguire il controllo degli errori. La modalità di trasmissione Modbus ASCII utilizza il meno efficiente controllo di ridondanza longitudinale (LRC) e la codifica ASCII è quindi più leggibile che è RTU. L'uso della codifica binaria significa che i dati possono essere spostati più rapidamente ed efficientemente ed è la ragione per cui la modalità di trasmissione RTU viene utilizzata quando possibile. Modbus ASCII è utile quando i modem sono coinvolti a causa del modo in cui i messaggi sono delimitati.

La capacità di decodificare i messaggi Modbus è fondamentale quando si cerca di rintracciare i problemi di comunicazione in un'implementazione di rete Modbus. L'uso di un'applicazione come Serial Port Monitor consente di vedere esattamente cosa sta succedendo tra i dispositivi e intraprendere azioni correttive se necessario. Se lavori con i dispositivi seriali e il protocollo Modbus, hai davvero bisogno di provare lo strumento e vedere come può aiutare te e la tua organizzazione.

Funzioni aggiuntive di Serial Port Monitor


Questo decoder di protocollo Modbus di livello professionale è dotato di molte altre funzionalità che lo rendono un ottimo strumento per il monitoraggio di qualsiasi tipo di comunicazione seriale. Ecco alcuni punti salienti dall'ampia lista di funzionalità dell'applicazione software:

  • Sono supportate tutte le varianti delle porte COM, incluse le porte fisiche e virtuali, nonché le porte della scheda di estensione e le porte seriali Bluetooth.
  • Monitorare contemporaneamente un numero qualsiasi di porte seriali in un'unica sessione di monitoraggio.
  • Qualsiasi dispositivo seriale o applicazione software può essere monitorato.
  • Monitora le porte che sono già aperte da un'altra applicazione.
  • Cattura i dati in tempo reale e visualizzali in più formati.
  • Le sessioni di monitoraggio possono essere personalizzate.
  • Interfaccia user-friendly che può essere utilizzata con competenze informatiche di base.
  • Esporta le sessioni monitorate in un file in vari formati come HTML, ASCII, Unicode e CSV.
  • Tutti i dati possono essere facilmente copiati negli appunti.
  • Reindirizzare le esportazioni su più file e controllare la dimensione massima del file.
  • Strumenti di filtraggio dei flussi con pratici preset.
  • Le sessioni di monitoraggio possono essere confrontate nello strumento.
  • Reinvia i dati a una porta seriale per osservare i cambiamenti nella sua risposta.
  • Supporta qualsiasi dispositivo che utilizza l'interfaccia RS232/RS422/RS485.

Oltre ad essere un potente decodificatore Modbus, esistono numerosi altri modi in cui è possibile utilizzare Serial Port Monitor quando si lavora con interfacce e dispositivi seriali. Qui ce ne sono un po:

Analizzatore Modbus gira sul sistema operativo Windows e richiede di avere almeno una porta seriale sul sistema. È una grande aggiunta agli strumenti software di chiunque abbia bisogno di lavorare con dispositivi seriali.

Serial Port Monitor

Requisiti: Windows (32-bit and 64-bit): XP/2003/2008/Vista/7/8/10, Windows Server 2012, Windows Server 2016 , 9.16MB size
Versione 7.0.342 (13 Genn, 2018) Note di rilascio
Categoria: CommunicationApplication