Modbus ist ein offenes serielles Kommunikationsprotokoll, das auf der Master-/Slavearchitektur basiert. Da es recht einfach auf beliebigen seriellen Schnittstellen zu implementieren ist, hat es eine weite Verbreitung gefunden. Das Modbus-Protokoll wurde ursprünglich für die Vernetzung von Steuerungen entwickelt; es wird jedoch auch häufig für die Anbindung von Ein-/Ausgangsbaugruppen verwendet. Aufgrund der niedrigen Übertragungsrate von maximal 38,4 kBaud empfiehlt sich der Einsatz von Modbus vor allem für Applikationen mit wenigen Busteilnehmern oder geringen zeitlichen Anforderungen.
Der Bus besteht aus einer Masterstation und mehreren Slavestationen, wobei die Kommunikation ausschließlich durch den Master gesteuert wird.
Modbus verfügt über zwei grundlegende Kommunikationsmechanismen:
- Frage/Antwort (Polling): Der Master sendet ein Anfragetelegramm an eine beliebige Station und erwartet deren Antworttelegramm.
- Broadcast: Der Master sendet einen Befehl an alle Stationen im Netz, die diesen ohne Rückmeldung ausführen.
Die Telegramme erlauben das Schreiben und Lesen von Prozessdaten (Ein-/Ausgangsdaten) wahlweise einzeln oder gruppenweise. Die Daten können entweder ASCII-kodiert sein oder im RTU-Format gepackt übertragen werden.
Modbus wird auf unterschiedlichen Übertragungsmedien verwendet. Weit verbreitet ist die Implementierung auf der RS485-Busphysik, einer verdrillten, geschirmten Zweidrahtleitung mit Abschlusswiderständen wie beim PROFIBUS.
Konfiguration
Die Knotenadresse wird mit zwei dezimal kodierten Drehwahlschaltern im Bereich von 1 bis 69 eingestellt. Die Übertragungsrate und weitere Systemparameter können ebenfalls über die Drehwahlschalter oder mit dem KS2000-Softwaretool über die serielle Konfigurationsschnittstelle der Feldbus Box eingestellt werden.
Diagnose
Die Beckhoff Modbus-Knoten unterstützen die Diagnosefunktionen des Modbus-Protokolls. Die Diagnosemeldungen werden über den Bus übertragen und im Master zusammengefasst. Der Status der Netzwerkverbindung, der Gerätestatus, der Status der Ein- und Ausgänge sowie der Spannungsversorgung werden mit LEDs dargestellt.
Kompakt Box
Kompakt-Box-Module für Modbus gibt es für alle relevanten Industriesignale. Neben digitalen und analogen Ein-/Ausgabebaugruppen samt Thermoelement- und RTD-Eingängen umfasst das System Inkremental-Encoder-Interfaces für die Weg- und Winkelmessung sowie serielle Schnittstellen für die Lösung vielfältiger Kommunikationsaufgaben.
Koppler Box
Die Modbus-Koppler-Box sammelt die I/O-Daten über die störsichere IP-Link-Lichtleiterverbindung von den Erweiterungs-Box-Modulen ein. Sie erkennt die angeschlossenen Baugruppen und sortiert die Ein- und Ausgangsdaten automatisch ins Prozessabbild. Die Datenkonsistenz sowie die klare Trennung von Ein- und Ausgangsdaten sind gewährleistet. Die Koppler Box verfügt über vier digitale Ein- und vier digitale Ausgänge, alle anderen Signalformen stehen als Erweiterungs-Box zur Verfügung.