MODBUS TCP

Endüstriyel İletişimin Dili: MODBUS TCP Protokolü Nedir?

Endüstriyel otomasyon dünyasında cihazların birbiriyle konuşmasını sağlayan en köklü ve en yaygın protokollerden biri Modbus'tır. 1979 yılında Modicon tarafından geliştirilen bu protokol, günümüzde Ethernet altyapısı üzerine taşınarak Modbus TCP halini almış ve IIoT (Endüstriyel Nesnelerin İnterneti) sistemlerinin vazgeçilmez bir parçası olmuştur.

1. Modbus TCP Nedir?

Modbus TCP, standart Modbus protokolünün TCP/IP protokol yığını üzerinden iletilen bir türevidir. Geleneksel seri haberleşme (RS-485/RS-232) yerine Ethernet fiziksel katmanını kullanır. Bu sayede veriler çok daha yüksek hızlarda, yerel ağlar (LAN) veya internet üzerinden uzak mesafelere taşınabilir.

Temel Özellikleri:

İstemci/Sunucu (Client/Server) Mimarisi: Veriyi isteyen cihaz "İstemci" (Client), veriyi sağlayan cihaz ise "Sunucu" (Server) olarak adlandırılır.
Port 502: Modbus TCP haberleşmesi standart olarak 502 numaralı port üzerinden gerçekleşir.
Hız ve Esneklik: Ethernet hızı (10/100/1000 Mbps) sayesinde binlerce veri noktası milisaniyeler içinde okunabilir.

2. Modbus TCP Paket Yapısı (ADU)

Modbus TCP'yi seri versiyonlarından (RTU) ayıran en büyük fark, hata kontrol kodu (CRC) yerine MBAP Header (Modbus Application Protocol) adı verilen bir başlık kullanmasıdır. Ethernet katmanı zaten kendi içinde hata kontrolü yaptığı için ek bir CRC koduna ihtiyaç duymaz.

MBAP Header Bileşenleri:

Transaction Identifier (2 Byte): İstemci ve sunucu arasındaki eşleşmeyi sağlar.
Protocol Identifier (2 Byte): Her zaman 0'dır (Modbus protokolünü temsil eder).
Length (2 Byte): Mesajın geri kalanının uzunluğunu belirtir.
Unit Identifier (1 Byte): Bir gateway arkasındaki alt cihazlara erişmek için kullanılır.

3. Veri Tipleri ve Register Yapısı

Modbus protokolünde veriler dört temel tablo içerisinde saklanır:

Veri Tipi	Erişim	Açıklama
Coils (0x)	Okuma/Yazma	Dijital çıkışlar (Açık/Kapalı - 1 Bit)
Discrete Inputs (1x)	Sadece Okuma	Dijital girişler (Buton, sensör - 1 Bit)
Input Registers (3x)	Sadece Okuma	Analog girişler (Sıcaklık, basınç - 16 Bit)
Holding Registers (4x)	Okuma/Yazma	Konfigürasyon ve veri depolama (16 Bit)

4. Modbus TCP'nin Avantajları

Evrensellik: Hemen hemen tüm PLC, HMI, SCADA ve sensör üreticileri tarafından desteklenir.
Düşük Maliyet: Standart Ethernet kabloları ve switch'leri ile kolayca kurulur.
Entegrasyon Kolaylığı: Hubbox gibi IIoT Gateway cihazları, Modbus TCP verilerini kolayca MQTT veya OPC UA gibi modern protokollere dönüştürebilir.
Mesafe: Fiber optik veya kablosuz köprüler (Bridge) kullanılarak kilometrelerce uzaktaki cihazlara erişim sağlanabilir.

5. Güvenlik Notu

Modbus TCP protokolü varsayılan olarak şifreleme veya kimlik doğrulama içermez. Bu nedenle, kritik sahalarda verilerin korunması için VPN (Virtual Private Network) kullanımı şarttır. Hubbox Connect cihazları, Modbus TCP trafiğinizi güvenli bir VPN tüneli içine alarak dış dünyadan gelecek saldırılara karşı koruma sağlar.