In diesem Artikel erkläre ich Ihnen, wie Sie Modbus-Daten lesen und aufzeichnen können, indem Sie das leistungsstärkste Modbus-Reader-Programm verwenden – Serial Port Monitor. Wenn Sie erwägen, den Modbus-Standard in Ihr lokales Gerätnetzwerk zu integrieren oder ein aktiver Nutzer von Modbus sind, wird dieses Tutorial für Sie hilfreich sein.
Inhaltsverzeichnis
- Modbus-Reader-Software
- Was ist Modbus?
Modbus-Reader-Software
Serial Port Monitor ist ein professionelles RS485 Modbus-Reader- und Datenlogger-Tool, das dafür entwickelt wurde, Modbus RTU- und ASCII-Protokolldaten zu decodieren, zu lesen und für eine weitere Analyse aufzuzeichnen.
Mit dieser Software lernen Sie, wie Sie Modbus-Daten sowie den eingehenden und ausgehenden Datenverkehr von seriellen Geräten, die in einem Modbus-Netzwerk kommunizieren, lesen. Diese App unterstützt alle seriellen Ports, einschließlich RS232, RS422 und RS485.
Das Programm richtet sich an Entwickler und Tester von seriellen Anwendungen und Hardware sowie an alle Fachleute, die mit Modbus-basierten Geräten und Software arbeiten. Es hilft, die von Ihren Geräten über serielle Schnittstellen empfangenen oder gesendeten Nachrichten zu interpretieren oder zu parsen.
Ein großer Vorteil von Serial Port Monitor ist seine Fähigkeit, die erfassten Daten in einem praktischen und lesbaren Format darzustellen. Die App bietet vier Datenvisualisierer: Tabellenansicht, Dump-Ansicht, Linienansicht und Terminal-Ansicht. Es liegt an Ihnen, zu entscheiden, in welchem Modus die Daten angezeigt werden. Sie können einen, zwei oder alle Visualisierer gleichzeitig aktivieren.
Wichtig ist auch, dass der Serial Port Monitor fortschrittliche Such- und Filteroptionen sowie den Terminalmodus bietet, der die Ausführung von Textbefehlen ermöglicht.
Wie liest man Modbus-Daten?
So können Sie Modbus-Daten mit dieser speziellen App lesen:
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1.
Laden Sie den Serial Port Monitor herunter und installieren Sie ihn auf Ihrem Computer.
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2.
Starten Sie die App und wählen Sie im Menü Session > New session (Session > Neue Sitzung).
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3.
Im Fenster Neue Überwachungs-Sitzung, das erscheint, wählen Sie die Ansichtsmodi aus, die die seriellen Daten anzeigen, die während der Sitzung erfasst werden.
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4.
Um Modbus-Daten zu lesen, müssen Sie nun die Modbus-Ansicht aktivieren, die die Modbus-Daten anzeigt, die über die COM-Ports Ihres Systems empfangen und gesendet werden.
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5.
Wenn nötig, aktivieren Sie die Optionen Überwachung jetzt starten und In neuem Fenster starten.
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6.
Wählen Sie nun aus, welche Ereignisse erfasst werden sollen: Erstellen/Schließen, Lesen/Schreiben, Gerätesteuerung.
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7.
Klicken Sie auf Überwachung starten, um Ihre Modbus-Lesesitzung zu aktivieren.
Jetzt können Sie in den Einstellungen der Modbus-Ansicht die erforderliche Konfiguration festlegen. Gehen Sie dazu auf Session > Preferences (Session > Einstellungen) und wählen Sie die Farben für Datum, Uhrzeit, Header, Struktur, Details, Prüfziffer und Fehler aus. Dort können Sie auch auswählen, ob Sie die Modbus-Daten als Modbus RTU oder Modbus ASCII lesen möchten.
Was ist Modbus?
Modbus ist ein serielles Kommunikationsprotokoll, das für den Transport von Daten über serielle Kanäle zwischen elektronischen Geräten verwendet wird. Die Standard-Modbus-Kommunikation ist so eingerichtet, dass ein Gerät, der Modbus-Master, Daten an andere Geräte, die Modbus-Slaves, schreibt oder von ihnen anfordert. In der Regel gibt es einen Master und bis zu 247 Slaves in einem Modbus-Netzwerk. Das Protokoll verwendet RS-485, RS-422 und RS-232-Schnittstellen sowie Ethernet TCP/IP-Netzwerke (Modbus TCP-Protokoll) für den Datentransfer.
Wie funktioniert es?
Wie bereits erwähnt, können Modbus-Daten über einen seriellen Kanal übertragen werden, der zwei COM-basierte Geräte miteinander verbindet. Diese Geräte kommunizieren Informationen als eine Serie von Einsen und Nullen (Datenbits) über ein Standard-Serienkabel. Jedes Bit wird als Spannung gesendet. Die Modbus-Verbindung ist relativ schnell, und die normale Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 9600 Baud. Die Daten werden in Blöcken von 8 Bits, sogenannten Bytes, gesendet, von denen jedes durch eines der 256 Zeichenpaare von 00 bis FF dargestellt wird.
Wofür wird es verwendet?
Traditionell wird Modbus in der Industrie verwendet, um Daten von Steuergeräten an das zentrale Datensammelsystem zu übertragen. Dies kann ein System sein, das die Luftfeuchtigkeit oder die Temperatur misst und die Ergebnisse an einen übergeordneten Computer weiterleitet. Das Protokoll kann auch dazu verwendet werden, den Steuercomputer mit einer Remote-Terminal-Einheit (RTU) in SCADA-Systemen (Supervisory Control and Data Acquisition) zu verbinden. Es gibt Modbus-Protokollversionen für serielle Kommunikation (Modbus RTU und Modbus ASCII) sowie für Ethernet-Verbindungen (Modbus TCP).
Modbus-Datenintegrität
In der industriellen Automatisierung und Instrumentierung ist die Gewährleistung der Datenintegrität von entscheidender Bedeutung. Messwerte von Sensoren müssen unverändert beim Controller ankommen, und Konfigurationen, die von einem Controller an ein Modbus-Gerät gesendet werden, müssen intakt ankommen.
Datenkorruption während der Übertragung kann zu kritischen Fehlern führen. Wenn zum Beispiel ein Temperatursensor 24°C misst, der übertragene Wert jedoch aufgrund umgekehrter Bits auf 18°C geändert wird, könnte die Reaktion des Systems beeinträchtigt werden.
Um solche Probleme zu verhindern, enthält der Modbus-Rahmen eine Prüfziffer (Checksum), die zur Sicherstellung der Datenintegrität wichtig ist. Diese 2-Byte-Prüfziffer wird aus jedem Byte der Geräte-ID und des PDU berechnet und dann an die Modbus-Nachricht angehängt. Wenn ein Modbus-Rahmen empfangen wird, berechnet das Gerät die Prüfziffer neu und vergleicht sie mit der übertragenen Prüfziffer. Bei einer Diskrepanz verwirft das Gerät das beschädigte Datenpaket.
Modbus-Reichweite und -Geschwindigkeit
Modbus kann über RS232, RS485 oder Ethernet-Kabel betrieben werden, wobei jede Schnittstelle unterschiedliche Distanzen und Geschwindigkeitsbegrenzungen unterstützt. Zum Beispiel verarbeitet RS232 in der Regel Entfernungen von bis zu 15 Metern (50 Fuß) bei einer Geschwindigkeit von 9600 Baud.
Die meisten Installationen verwenden RS485, das Entfernungen von bis zu 1200 Metern (4000 Fuß) bei Geschwindigkeiten von bis zu 115200 Baud unterstützen kann. Ethernet hingegen unterstützt in der Regel Entfernungen von bis zu 100 Metern, begrenzt durch die Geschwindigkeit der Netzwerkschalter.
Obwohl Modbus RS-485 theoretisch Geschwindigkeiten von bis zu 115200 Baud unterstützt, überschreiten praktische Anwendungen selten 19200 Baud. Höhere Übertragungsraten sind oft nicht erforderlich, und viele Slave-Geräte sind nicht in der Lage, extrem hohe Baudraten zu verarbeiten.
