Modbus Master Bibliothek – einfache, komfortable Implementierung

Modbus ist ein Kommunikationsprotokoll, das häufig in der industriellen Automatisierung verwendet wird. Das Modbus-Protokoll besteht aus einer Client-Server-Architektur, bei der ein Client (beispielsweise ein Steuerungsgerät) Befehle an einen Server (beispielsweise Sensoren oder Aktoren) sendet und von ihm Daten empfängt.

Die Kommunikation basiert dabei auf einem einfachen Befehl-Antwort-Mechanismus. Modbus ist ein offenes Protokoll, was unter anderem zu seiner großen Beliebtheit und Verbreitung geführt hat.

Inhaltsverzeichnis

Erstveröffentlichung im Februar 2022, aktualisiert im April 2023

Was ist Modbus?

Bei Modbus handelt es sich um ein Client/Server (früher Master/Slave) basiertes Kommunikationsprotokoll, welches sich in der Industrie zum De-facto-Standard entwickelt hat. Mit ein Grund dafür ist, dass es sich um ein offenes Protokoll handelt.

Mittels Modbus können ein Client (z. B. ein myDatalogC3xx) und mehrere Server verbunden werden. Durch die breite Unterstützung des Modbus Standards kommen eine Vielzahl an Gerätschaften für die Serverrolle in Frage.

Anwendungsbeispiele

Die Anwendungspalette reicht von der Anbindung von einfachen Sensoren über die Kommunikation mit Antriebs- und Motorcontrollern bis hin zum Datenaustausch mit komplexen Mess- und Regelsystemen.

Energiemanagement

  • Millisekunden schneller Eingang für Verbrauchszählereingänge (Energie, Wasser, Gas)
  • Datenerfassung von Energiezählern, PV-Anlagen, Batteriespeichersysteme und Übertragung an ein Überwachungs- und Steuerungssystem
  • Optimierung der Verbräuche / Erträge

Industrielle Steuerung

  • Steuern von einfachen Anlagen und Assets
  • Parametrieren aus der Ferne
  • Schalten / Steuern von Aktoren, Motorsteuerungen
  • Fernfreigabe von Assets

Wasser- und Abwasserbehandlung

  • Erfassen von Sensorwerten
  • Dosierpumpen steuern und überwachen

Welche Betriebsarten unterstützt die Modbus Bibliothek?

Die Modbus Bibliothek gibt es für serielle Schnittstellen (RS232 und RS485) und Ethernet.

Im Hinblick auf die Datenübertragung werden drei Betriebsarten unterschieden:

Modbus RTU

  • überträgt Daten in binärer Form
  • guter Datendurchsatz
  • vom Menschen nicht lesbar

Modbus ASCII

  • überträgt Daten ASCII-codiert
  • geringerer Durchsatz
  • vom Menschen direkt lesbar

Modbus TCP

  • ähnlich RTU
  • Übertragung in TCP/IP-Paketen
  • guter Datendurchsatz 
  • vom Menschen nicht lesbar
Blog_Was ist Modbus

Wie die Modbus Bibliothek funktioniert?

Die Modbus Master Bibliothek ermöglicht die einfache Integration des Modbus-Protokolls in eigene Projekte. 

Für die Integration eines Modubs-Client in das eigene Projekte sind im wesentlichen fünf (Modbus RTU/ASCII) beziehungsweise sieben (Modbus TCP) Funktionen erforderlich.

Bibliothek Modbus TCP

* liefert die mittels MBM_Read ( ) angeforderten Daten sobald sie vom Modbus-Server gesendet wurden

Die Bibliotheksfunktionen und die Handhabung sind auf allen unterstützten Geräten ident. Die Umsetzung der hardwarespezifischen Besonderheiten passiert automatisch im Hintergrund und sorgt somit für besonderen Komfort.

Die Bibliothek unterstützt den Master (=Client) Modus sowohl für serielle Schnittstellen (RS232 und RS485) als auch für Ethernet (LAN). Im Falle der seriellen Schnittstellen kann die Datenübertragung wahlweise im effizienteren Modbus-RTU oder alternativ im Modbus-ASCII Format erfolgen. Bei Ethernet kommt Modbus-TCP zum Einsatz.

Folgende Funktionscodes für Lese- bzw. Schreibzugriffe werden derzeit unterstützt:

Funktionscode Objekttyp
01 Read Coil Status Einzelnen Eingang „Coil“ lesen
02 Read Input Status Einzelnen Eingang „Discrete Input“ lesen
03 Read Holding Registers (analoge) Eingänge „Holding Register“ lesen
04 Read Input Registers (analoge) Eingänge „Input Register“ lesen
05 Write Single Coil Einzelnen Ausgang „Coil“ schreiben
06 Write Single Register Einzelnen (analogen) Ausgang „Holding Register“ schreiben
15 Write Multiple Coils Mehrere Ausgänge „Coils“ schreiben
16 Write Multiple Coils Mehrere (analoge) Ausgänge „Holding Registers“ schreiben

Die Bibliothek kann im Studio einfach in eigene Projekte eingebunden und verwendet werden. Zudem steht der vollständige Source-Code im Studio zur Verfügung.

Unterstützte Hardware

Blog Modbus-Master Library

*können nicht gleichzeitig verwendet werden

Die Modbus Master Bibliothek wird von folgenden IoT Devices mit den dazugehörigen Interface Ports unterstützt:

myDatalogEASY_IoT
myDatalogEasy IoT
– 1x RS485
– 1x RS232 oder 1x RS4851)
myDatalogEASY_IoT_mini
myDatalogEasy IoTmini
– 1x RS485
– 1x RS232
myDatalogC3xx
myDatalogC3xx
– 1xRS232
– 1xRS485
rapidM2M M22x 2G/4G EU
M22x / M23x
– 2xRS232 (UART0/1) 2)
– 2xRS485 (SPI) 2)
rapidM2M PoC RS485
PoC RS485
2xRS485
rapidM2M PoC RS232
PoC RS232
1xRS232
 
rapidM2M PoC LAN
PoC LAN
1x LAN

1) RS485-Schnittstellenerweiterung erforderlich

2) zusätzliche externe Beschaltung notwendig

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