Modbus là gì? Phân biệt giao thức truyền thông TCP, RTU và ASCII

Bạn đã bao giời thắc mắc các thông tin, dữ liệu được truyền tải giữa các tín hiệu như thế nào hay chưa? Mặc dù được biết rằng thông tin sẽ được truyền đi ở tín hiệu điện, nhưng với các giao thức truyền thông khác nhau sẽ cho khả năng tiếp nhận thông tin khác nhau.

Modbus là một thuật ngữ về giao thức truyền thông được sử dụng phổ biến. Bạn băn khoăn Modbus là gì? Các giao thức truyền thông TCP, RTU và ASCII là một trong các dạng phổ biến của Modbus. Vậy, các giao thức này khác nhau như thế nào? Hãy cùng Batiea tìm hiểu về Modbus và các giao thức qua bài viết dưới đây.

Modbus là gì?

Thực chất, Modbus là một giao thức truyền thông nối tiếp được phát triển vào năm 1979, bởi Modicon, được tổ chức cùng tên là MODBUS duy trì cho đến ngày nay. Hiện theo cách khác, giao thức Modbus là cách để các thiết bị điện tử giao tiếp với nhau. Với Modbus, các tín hiệu được truyền qua các đường nối tiếp giữa các thiết bị điện tử.

Modbus là giao thức giao tiếp đơn giản và đáng tin cậy, nên chúng vẫn được sử dụng trong suốt 40 năm qua, mặc dù đã có nhiều giao thức khác phát triển. 

Ưu điểm khi sử dụng giao thức truyền thông Modbus:

• Hệ thống dễ dàng bảo trì và khai thác thông tin, dữ liệu.
• Dễ dàng di chuyển các bits và words mà không đặt nhiều yêu cầu với nhà cung cấp.
• Giao thức Modbus công khai, miễn phí nên người dùng có thể tải xuống và sử dụng mà không lo vấn đề bản quyền.
• Cho phép liên kết và liên hệ giữa các thiết bị trong mạng một cách nhanh chóng, dễ dàng.

Master - Slaves là gì?

Bạn sẽ thấy sự xuất hiện của 2 thuật ngữ Master và Slaves khi sử dụng giao tiếp Modbus. Vậy, Master - Slaves là gì?

Hiểu đơn giản, thì Master là máy khách và Slaves là máy chủ. Tại đó, máy khách sẽ gọi và yêu cầu máy chủ cung cấp thông tin, hàng hóa hay dữ liệu theo yêu cầu. Chỉ có máy khách Master mới thực hiện lệnh đặt yêu cầu cung cấp thông tin, máy chủ Slaves sẽ thực hiện các yêu cầu và cung cấp dữ liệu cho Master.

Lưu ý, có thể chỉ có 1 Master trên mỗi mạng Modbus, nhưng có đến 247 phần tử Slaves. Và mỗi phần tử Slaves sẽ có một địa chỉ duy nhất.

Chức năng nhiệm vụ của Modbus là gì?

Cụ thể, giao thức Modbus được sử dụng để làm gì trong hệ thống thiết bị. Cùng tìm hiểu chức năng của Modbus là gì?

• Modbus là giao thức mở, có khả năng xác định các quy tắc để tổ chức và giải thích các thông tin, dữ liệu. Cấu trúc của modbus đơn giản, nhắn tin độc lập với lớp vật lý phía dưới, dễ hiểu, dễ sử dụng và miễn phí. Do vậy, giao thức này được dùng nhiều trong truyền tải tín hiệu, dữ liệu công nghiệp.
• Modbus được sử dụng nhiều trong các hệ thống giám sát, thu thập dữ liệu như SCADA. Nhiệm vụ liên kết màn hình hiển thị và các thiết bị đầu cuối từ xa RTU.
• Modbus được ứng dụng truyền tín hiệu từ các thiết bị, bảng điều khiển đến các thiết bị hay hệ thống thu thập thông tin.
• Modbus cho phép truyền tín hiệu giữa các thiết bị liên kết trong cùng 1 mạng.
• Modbus có nhiều loại biến thể, tùy thuộc vào chức năng cũng như yêu cầu của từng hệ thống.

Một số Module giao tiếp thuộc dòng SIMATIC S7-1200 có sử dụng Modbus như:

So sánh sự khác biệt của Modbus TCP, RTU và ASCII

Modbus có nhiều biến thể, trong đó Modbus TCP, RTU và ASCII là một trong những giao thức liên kết được sử dụng phổ biến. Vậy, có sự khác biệt nào giữa TCP, RTU và ASCII hay không?

Modbus RTU

Modbus RTU được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa. Với RTU, hệ thống này được sử dụng nhiều nhất để liên kết thành phần, thiết bị mạng, thiết bị công nghiệp.

Giao thức Modbus RTU sử dụng RS-232 và RS-485 để truyền tín hiệu. RTU được hỗ trợ bởi các hệ thống như: SCADA, HMI hay các trương trình thu thập dữ liệu.

Modbus TCP 

Giao thức Modbus chạy trên ethernet, cho phép các khối dữ liệu nhị phân được truyền giữa các máy tính. Modbus TCP là một giao thức tiêu chuẩn trên toàn thế giới, là nền tảng cho World Wide Web.

Chức năng của Modbus TCP là đảm bảo rằng các gói dữ liệu được truyền đi một cách chính xác. Trong khi IP giúp xử lý và định tuyến các thông tin đúng nhất.

Modbus ASCII

Giao thức Modbus ASCII tương tự với giao thức Modbus RTU, tuy nhiên chúng sử dụng dữ liệu được mã hóa dựa trên văn bản. Điều này sẽ giúp Master phản hồi và đọc được thông tin. Tuy nhiên, loại giao thức này lại kém hiệu quả hơn, khi độ dài dữ liệu gấp đôi so với Modbus RTU. Do vậy, giao thức Modbus ASCII chỉ được sử dụng trong thí nghiệm, hiếm khi dùng trong sản xuất.

Giao thức Modbus là giải pháp truyền tín hiệu nhanh chóng, chính xác và đơn giản với chi phí thấp. Hiểu bản chất của loại giao thức này sẽ giúp bạn đọc vận hành và sử dụng chúng hiệu quả. Modbus có nhiều biến thể với đặc trưng khác nhau như: RTU, ASCII và TCP… Hy vọng những thông tin trên đây sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ về giao thức truyền dữ liệu Modbus đang được ứng dụng rộng rãi trong tự động hóa.