MODBUS Protokolü ve tüm özellikleri nelerdir ?

MODBUS RTU / TCP VERİ TOPLAMA NODE-RED HUBBOX X1 & X2

Modbus, 1979 yılında Modicon tarafından PLC’ler ile kullanılmak için geliştirilen bir seri haberleşme protokolüdür. Modbus TCP/IP, Modbus mesaj yapısının verilerini uyumlu cihazlar arasında taşımak için TCP/IP ve Ethernet kullanır. Yani, Modbus TCP/IP fiziksel bir ağı (Ethernet), bir ağ standardıyla (TCP/IP) verileri temsil eden standart bir yöntemdir. Modbus TCP/IP mesajı basitçe bir Ethernet TCP/IP paketinde kapsüllenmiş bir Modbus iletişimidir.

HUBBOX Uzman Notu: HUBBOX Connect X1 ve HUBBOX Connect X2 cihazları, sahadaki eski veya yeni nesil Modbus RTU ve Modbus TCP cihazlarınızdan veri toplar. Edge Computing (Uç Bilgi İşlem) ve dahili Node-RED görsel akış motoru sayesinde, sahadaki Modbus verilerini uçta işleyip süzümleyerek kod yazmadan MQTT ve Bulut sistemlerine aktarabilirsiniz.

1. Bilinmesi Gereken Temel Terimler

Modbus protokolü ile veri toplama süreçlerinde sıklıkla karşılaşılan temel otomasyon bileşenleri şunlardır:

SCADA & HMI SCADA: Tüm sahaları kontrol eden ve izleyen merkezi sistemlerdir.
HMI (Human Machine Interface): Bir kişiyi makineye, sisteme veya cihaza bağlayan kullanıcı arayüz gösterge panosudur.
OTOMASYON BEYNİ
PLC, RTU & PDU PLC: Fabrikalarda makinelerin denetiminde kullanılan otomasyon cihazıdır.
RTU: Çeşitli cihazların uzaktan izlenmesi için kullanılan uzak terminal birimidir.
PDU: Ağ üzerinden aktarılan belirli bilgi birimidir.

Örnek Uygulama: Modbus, bir sistemdeki cihazların aynı ağa bağlı sıcaklık ve nem ölçer cihazlarının sonuçlarını bir denetleyici bilgisayara veya PLC’ye iletmesini sağlar.

2. Modbus İletişim Mimarisi (Master / Slave)

Modbus protokolü, cihazlar arasında iletişim kurmak için bir Master / Slave tekniği kullanır. Yani, Modbus protokolünü kullanan herhangi bir uygulamanın bir Modbus Master ve en az bir Modbus Slave’i olacaktır. Bir Modbus Master genellikle bir veya daha fazla Modbus Slave cihazı ile iletişim kuracak ana bilgisayar veya denetleyicidir.

MODBUS MASTER / SLAVE VERİ İLETİŞİM MİMARİSİ

Modbus Master (PC / SCADA)
➔

HUBBOX Connect X1 / X2
➔

Modbus Slave 1 (Sıcaklık)
➔

Modbus Slave 2 (PLC / RTU)

3. Modbus İletişim Protokolü Türleri

Modbus haberleşmesi kullanılan fiziksel altyapıya göre Seri ve Ethernet tabanlı olmak üzere farklı türlere ayrılır:

A) Seri Haberleşme Şekline Göre

Modbus RTU: Master/slave mimarisine göre düzenlenmiş seri haberleşme protokolüdür. Kullanım kolaylığı ve güvenilirlik nedeniyle yaygın kullanılır. İki bitlik veriler halinde yollanan mesajların güvenli iletimi için kullanılan 16 bitlik CRC (hata kontrol mekanizması) ile yüksek güvenilirlik sağlar.
Modbus ASCII: Verilerin ASCII kodlama sistemine göre 8 bitlik kodlama kullanılarak aktarılmasına dayanır. Arka arkaya gönderilen verilerin bir hataya neden olmadan iletilmesini sağlar. LRC hata denetimi kullanılarak 8 bitten fazladan veri gönderilip gönderilmediği kontrol edilir.

B) Ethernet Haberleşme Şekline Göre

Modbus TCP/IP Protokolü: Otomasyon cihazlarının denetim ve kontrol amaçlı tasarlanan kullanımı basit bir protokoldür. Klasik internet ağ topolojisine göre haberleşme sunan bu protokol, standart internet kartları ile 100 Mbps hızında veri aktarımı yapar. TCP/IP protokolü ile çok sayıda bağlantı kurulabilir. Sunucu/istemci cihazlar arasında bağlantı gerçekleşir. İletim hızı cihazlarda kullanılan işlemci ve internet kartı türüne bağlı olarak değişmektedir.

4. Modbus TCP/IP Protokolü Başlık Yapısı

Modbus TCP/IP versiyonunda mesajlar iki ana bölümden oluşur. MBAP (Modbus Application Protocol Header) ve PDU (Protocol Data Unit) bölümü mesajın bütünlüğünü oluşturur.

MBAP BAŞLIĞI (MBAP HEADER) - 7 Byte PDU (Protocol Data Unit)
Transaction ID (2 Byte) Protocol ID (2 Byte) Length (2 Byte) Unit ID (1 Byte) Function Code (1 Byte) DataBytes (N Byte)
İşlem Eşleşme Kimliği 00 00 (Modbus) Kalan Paket Boyutu Slave Cihaz Adresi Okuma/Yazma Komutu Register Verileri

5. HUBBOX Connect X1 & X2 ile Node-RED ve Edge Computing Uygulaması

Endüstriyel tesislerinizde Modbus haberleşmesini kod yazmadan bulut sistemlerine (AWS, Azure, özel SCADA) entegre etmek için HUBBOX cihazları uçtan uca çözüm sunar:

1
HUBBOX Connect X1: Sahadaki Modbus RTU ve Modbus TCP cihazlarını tak-çalıştır mimarisiyle güvenli Cloud VPN ağına dahil eder. Dış müdahalelere kapalı şifreli tüneller oluşturur.
2
HUBBOX Connect X2 (Edge Computing & Node-RED Gateway): İçerisinde yer alan Node-RED sürükle-bırak görsel programlama arayüzü sayesinde, Modbus register adreslerindeki verileri okur, süzümler ve anında MQTT / JSON paketlerine dönüştürür.
// HUBBOX Connect X2 Node-RED Modbus Dönüştürme Mantığı
READ modbus_register(40001); // Sıcaklık Verisi Okuma
IF (temperature > 65) {
  MQTT_Publish("factory/machine1/alarm", {"status": "HIGH_TEMP"});
}

En Yeni Kaynaklar

HUBBOX Connect X2 ile endüstriyel veriyi kaynağında işleyin. Docker ve Node-RED destekli Zero-Trust IIoT Gateway ile ...
MQTT protokolü IoT cihazlarının yaygın bir şekilde kullanılabilmesi için tasarlanmış bir iletişim protokolüdür. Endüs...
Uzaktan erişim; herhangi bir yerden, internet kullanarak uzakta bulunan bilgi sistemlerine bağlanmanızı ve yönetmeniz...
VNC (Virtual Network Computing - Sanal Ağ Sistemi), grafik uygulamaları içeren bir network cihazına, başka bir networ...
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), “Merkezi Denetleme Kontrol ve Veri Toplama” sistemi olarak tercüme ...
Üretim tesislerinde veriler her zaman önemli olmuştur. Bugüne kadar veri toplama sistemleri daha çok manuel olarak op...
HUBBOX geliştirdiği cihaz ve yazılım sistemlerinde günümüzde kullanılan birçok endüstriyel protokolü desteklemek için...
IoT(Internet of Things) yani Nesnelerin interneti teknolojileri her geçen gün daha da gelişiyor ve hayatımızda daha f...