Wiedza/Interfejsy wyjaśnione/Modbus TCP

Interfejsy wyjaśnioneModbus TCP

Czym jest Modbus TCP? Modbus w sieci wyjaśniony

Modbus TCP przenosi sprawdzony protokół Modbus przez Ethernet zamiast przez linię szeregową. Rejestry i kody funkcji pozostają takie same, ale każde urządzenie ma adres IP, a kilka systemów może mieć do niego dostęp jednocześnie.

Najważniejsze w skrócie

  • Modbus TCP korzysta z TCP/IP i domyślnie z portu 502.
  • Klient pyta, serwer odpowiada. W świecie Modbus RTU nazywano ich masterem i slave’em.
  • Zamiast sumy kontrolnej CRC każdy telegram ma nagłówek MBAP z numerem transakcji i Unit ID.
  • Rejestry i kody funkcji są takie same jak w Modbus RTU.
  • Modbus TCP nie ma wbudowanego uwierzytelniania: urządzenia pomiarowe powinny znajdować się we własnym segmencie sieci.

Na tej stronie

Jak działa Modbus TCP?

Klient nawiązuje połączenie TCP z urządzeniem, zwykle na porcie 502, i wysyła zapytanie. Urządzenie odpowiada przez to samo połączenie. Inaczej niż w Modbus RTU nikt nie musi czekać, aż magistrala będzie wolna: kilku klientów może być połączonych jednocześnie, na przykład system zarządzania budynkiem i system zarządzania energią.

Suma kontrolna wariantu szeregowego odpada, ponieważ TCP sam zabezpiecza transmisję. Zamiast tego przed każdym telegramem znajduje się nagłówek MBAP (Modbus Application Protocol Header):

PoleDługośćZawartość
Numer transakcji2 bajtyprzypisuje odpowiedź do zapytania
Identyfikator protokołu2 bajtyzawsze 0 dla Modbus
Długość2 bajtyliczba kolejnych bajtów
Unit ID1 bajtadres urządzenia za bramką; w EMU Professional II zawsze 1

Jaka jest różnica między Modbus TCP a Modbus RTU?

CechaModbus RTUModbus TCP
TransmisjaRS485, dwa przewodyEthernet
AdresowanieAdres slave 1–247Adres IP, do tego Unit ID
ZabezpieczenieSuma kontrolna CRC16TCP, nagłówek MBAP
Odpytywaniejeden masterkilku klientów jednocześnie
TopologiaLinia z rezystorami terminującymiSieć z przełącznikami
Prędkośćtypowo od 9600 do 19 200 bodów10 lub 100 Mbit/s

Oba warianty porównuje szczegółowo artykuł Modbus TCP czy Modbus RTU?.

Jak włączyć urządzenia Modbus RTU do sieci?

Za pomocą bramki. Prosta bramka przyjmuje zapytania Modbus TCP i przekazuje je na magistralę RS485; Unit ID w nagłówku MBAP określa, o które urządzenie na magistrali chodzi.

Rejestrator danych, taki jak EMU M-Center, idzie dalej: sam odczytuje urządzenia, zapisuje wartości i udostępnia je jako serwer Modbus TCP we własnej tabeli rejestrów. System nadrzędny nie odpytuje wtedy każdego licznika przez magistralę, lecz M-Center w sieci.

Czego potrzebuje dział IT dla Modbus TCP?

  • stały adres IP lub rezerwację DHCP dla każdego urządzenia
  • własną sieć VLAN lub segment sieci dla urządzeń pomiarowych
  • regułę zapory, która dopuszcza do portu 502 tylko system odpytujący
  • listę rejestrów z typami danych i kolejnością słów z instrukcji

Sam Modbus TCP nie zna ani hasła, ani szyfrowania. Każdy, kto dotrze do urządzenia w sieci, może odczytać jego rejestry. Rozszerzenie Modbus/TCP Security z TLS na porcie 802 działa tylko z urządzeniami, które wyraźnie je obsługują.

Modbus TCP z urządzeniami EMU

Licznik energii EMU Professional II z Modbus TCP jest dostępny jako EMU Professional II 3/100 do podłączenia bezpośredniego do 100 A oraz jako 3/5 do podłączenia przez przekładniki. Tabela rejestrów jest na stronie produktu. Czym różnią się Modbus TCP i MQTT w tym samym liczniku, pokazuje strona TCP/IP w EMU Professional II.

EMU M-Center udostępnia liczniki M-Bus i Modbus RTU jako serwer Modbus TCP, zob. M-Bus do Modbus TCP. Dla Loxone istnieją szablony dla EMU Professional II, zob. Liczniki EMU w Loxone.

Najczęstsze pytania


Jakiego portu używa Modbus TCP?

Domyślnie portu TCP 502. Szyfrowany wariant Modbus/TCP Security używa portu 802.

Czy Modbus TCP działa przez Ethernet?

Tak. Modbus TCP korzysta z TCP/IP, a więc ze zwykłej sieci Ethernet z przełącznikami, sieciami VLAN i routerami. Nie jest potrzebna własna linia magistrali.

Czy w Modbus TCP potrzebny jest adres slave?

Urządzenie jest adresowane przez swój adres IP. Unit ID w nagłówku MBAP ma znaczenie przede wszystkim za bramkami, gdzie wybiera urządzenie na magistrali RS485. W EMU Professional II wynosi zawsze 1.

Czy kilka systemów może odpytywać ten sam licznik?

Tak, to jedna z zalet w porównaniu z Modbus RTU. Ile jednoczesnych połączeń dopuszcza urządzenie, podano w instrukcji.

Jaka jest różnica między Modbus TCP a MQTT?

W Modbus TCP klient pobiera wartości, w MQTT licznik sam wysyła je do brokera. Porównanie znajduje się na stronie TCP/IP w EMU Professional II.

Czytaj dalej


SEITELicznik energii z Modbus TCPEMU Professional II, rejestry i przykłady SEITEM-Bus do Modbus TCPBramka z EMU M-Center SEITEModbus TCP czy RTU?Pomoc w wyborze dla projektów pomiarowych SEITEInterfejsy wyjaśnionePorównanie wszystkich pięciu interfejsów

Podłączyć liczniki do sieci?


Prosimy przesłać nam liczbę punktów pomiarowych i system docelowy. Powiemy, czy lepiej pasują liczniki z Modbus TCP, czy M-Center.

Telefon
+41 (0)41 545 03 00

Wsparcie techniczne
helpdesk [at] emuag.ch
Formularz wsparcia →