Nguyên lý hoạt động của giao thức Modbus RTU

1. Giao thức Modbus RTU Là Gì?

Modbus là một giao thức truyền thông nối tiếp ban đầu được Modicon (nay là Schneider Electric) xuất bản năm 1979 để sử dụng với các bộ điều khiển logic lập trình (PLC). Modbus đã trở thành một giao thức truyền thông tiêu chuẩn thực tế và hiện là phương tiện phổ biến để kết nối các thiết bị điện tử công nghiệp. Modbus phổ biến trong môi trường công nghiệp vì nó được xuất bản công khai và miễn phí bản quyền. Nó được phát triển cho các ứng dụng công nghiệp, tương đối dễ triển khai và bảo trì so với các tiêu chuẩn khác và đặt ra một vài hạn chế ngoài kích thước trên định dạng của dữ liệu được truyền.

Modbus cho phép liên lạc giữa nhiều thiết bị được kết nối với cùng một mạng, ví dụ, một hệ thống đo nhiệt độ và độ ẩm và truyền kết quả đến máy tính. Modbus thường được sử dụng để kết nối một máy tính giám sát với một thiết bị đầu cuối từ xa RTUtrong các hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA). Nhiều loại dữ liệu được đặt tên từ việc sử dụng logic Ladder trong ngành và sử dụng nó trong rơle lái xe: đầu ra vật lý một bit được gọi là cuộn dây và đầu vào vật lý một bit được gọi là đầu vào riêng biệt hoặc tiếp điểm.

2. Ứng dụng của giao thức Modbus RTU

Giao thức Modbus RTU rất nhiều trong đời sống hiện nay, đơn giản nhất mà chúng ta có thể thấy đó chính là hệ thống nhà thông minh smarthome. Chỉ cần 1 chiếc điện thoại có kết nối internet, ta có thể điều khiển tất cả các thiết bị trong nhà, kể cả khi chúng ta không có mặt ở nhà.

Còn trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa, chúng ta có thể hình dung là có thể ngồi ở 1 nơi rất rất xa các thiết bị trong nhà máy, chỉ cần có kết nối internet, ta vẫn biết được thông tin về tình hình hoạt động trong nhà máy: nhiệt độ ra sao, áp suất thế nào?

 3. Cấu tạo của giao thức Modbus RTU

- Byte địa chỉ: xác định thiết bị mang địa chỉ được nhận dữ liệu (đối với Slave) hoặc dữ liệu nhận được từ địa chỉ nào (đối với Master). Địa chỉ này được quy định từ 0 - 254

- Byte mã hàm: được quy định từ Master, xác định yêu cầu dữ liệu từ thiết bị Slave.

- Byte dữ liệu: xác định dữ liệu trao đổi giữa Master và Slave.

- Đọc dữ liệu:  

Master:  2 byte địa chỉ dữ liệu - 2 byte độ dài dữ liệu           

 Slave: 2 byte địa chỉ dữ liệu - 2 byte độ dài dữ liệu - n byte dữ liệu đọc được

- Ghi dữ liệu:   

Master: 2 byte địa chỉ dữ liệu  - 2 byte độ dài dữ liệu - n byte dữ liệu cần ghi   

 Slave: 2 byte địa chỉ dữ liệu - 2 byte độ dài dữ liệu  

- Byte CRC: 2 byte kiểm tra lỗi của hàm truyền. cách tính giá trị của Byte CRC 16 Bit

4. Nguyên lý của giao thức Modbus RTU

 Modbus RTU hoạt động dựa trên nguyên tắc Master – Slave tức là một bên nhận (Master) và một bên truyền tín hiệu (Slave) thông qua địa chỉ thanh ghi. Phương thức truyền của Modbus RTU bằng đường truyền vật lý RS232 hoặc Modbus RTU RS485, Modbus TCP/IP thì truyền trên địa chỉ IT thông qua Internet.

- Bộ chuyển đổi Z-8AI nhận 8 tín hiệu analog dạng 4-20mA hoặc 0-10V chuyển sang Modbus RTU 2 dây trên nên tảng RS485 thông qua hệ Hexadecimal.