Ako profesionáli v priemyselnom riadení pravdepodobne poznáte komunikačný protokol Modbus. Je to pravdepodobne najpoužívanejší komunikačný protokol v oblasti priemyselnej automatizácie. Jeho otvorenosť, škálovateľnosť a štandardizácia z neho urobili univerzálny priemyselný štandard.
Verím, že výhody protokolu Modbus sú samozrejmé. Účelom tohto článku je predovšetkým diskutovať o nevýhodách protokolu Modbus.
Všetko má dve strany a každý protokol má svoje nedostatky. Skutočnosť, že Modbus má nevýhody, neznamená, že ide o zlý protokol; Dúfam, že to každý bude vnímať racionálne.
1. Obmedzenia množstva dát, ktoré je možné prečítať
Nasledujúca schéma znázorňuje formát údajov pre kód funkcie 03 protokolu Modbus RTU:
Ako je znázornené na obrázku, počet dát (počet bajtov) vrátený podriadenou stanicou je iba jeden bajt.
Keďže počet bajtov zaberá iba jeden bajt, pri čítaní vstupných/držacích registrov je možné naraz prečítať maximálne 127 registrov. V aplikáciách s veľmi veľkými objemami dát sú na získanie všetkých dát potrebné viaceré čítania, čo nevyhnutne znižuje efektivitu komunikácie.
2. Nedostatok podpory pre zápis do jednotlivých bitov registra
Medzi ôsmimi bežne používanými funkčnými kódmi Modbus neexistuje žiadna špecifická funkcia na zapisovanie do jednotlivých bitov v rámci registra. Preto, keď potrebujeme nastaviť alebo vyčistiť konkrétny bit v registri, proces sa stáva dosť ťažkopádnym.
Vo všeobecnosti existujú dva prístupy, ako to zvládnuť:
Prvý prístup: Najprv musíme prečítať hodnotu registra, potom manipulovať s konkrétnym bitom tejto hodnoty a nakoniec zapísať upravenú hodnotu späť. To si vyžaduje dve spiatočné-cesty a z určitého pohľadu to nie je bezpečné.
Druhý prístup: S jedným bitom môžeme zaobchádzať ako so samostatným registrom, kde zápis 1 predstavuje True a zápis 0 predstavuje False. Táto metóda môže byť vykonaná v jednej interakcii, ale plytvá tým značné množstvo pamäťového priestoru.
Protokol Modbus bol vytvorený v roku 1979 a dnes sa používa v desiatkach tisíc zariadení. Verím, že jeho vynálezcovia si boli určite vedomí týchto problémov, ale nedokázali implementovať jednotné riešenie.
Možno jedného dňa bude protokol Modbus schopný vyriešiť tieto dva problémy...
Niekto by mohol namietať, že protokol Modbus má bezpečnostné slabiny. Avšak ako protokol navrhnutý pre priemyselné aplikácie je jeho primárnym účelom uľahčiť výmenu údajov. V offline prostredí nie je na škodu, ak nedôjde k útoku.