Come leggere i
dati Modbus?

In questo articolo ti mostrerò come leggere e registrare i dati Modbus utilizzando il programma di lettura Modbus più avanzato: Serial Port Monitor. Se stai considerando di integrare lo standard Modbus nella tua rete locale di dispositivi o sei un utente attivo di Modbus, questo tutorial ti sarà molto utile.

Contenuti

1. Software lettore Modbus
   • 1.1. Come leggere i dati Modbus?
   • 1.2. Altre potenti funzionalità supportate dal software di registrazione Modbus
2. Cos'è Modbus?
   • 2.1. Come funziona?
   • 2.2. A cosa serve?
   • 2.3. Integrità dei dati Modbus
   • 2.4. Distanza e velocità di Modbus

Software lettore Modbus

Serial Port Monitor è uno strumento professionale per leggere i dati Modbus RS485 e fungere da logger di dati, progettato per decodificare i dati del protocollo Modbus RTU e ASCII, leggerli e registrarli per un'analisi successiva.

Con questo software, imparerai a leggere i dati Modbus e il traffico in ingresso e in uscita dai dispositivi seriali che comunicano all'interno di una rete Modbus. Questa applicazione supporta tutte le porte seriali, inclusi RS232, RS422 e RS485.

Il programma è pensato per sviluppatori e tester di applicazioni seriali e hardware, nonché per altri specialisti che lavorano con attrezzature e software basati su Modbus. Aiuta a interpretare o analizzare i messaggi ricevuti o inviati dai tuoi dispositivi tramite interfacce seriali.

Uno dei principali vantaggi di Serial Port Monitor è la sua capacità di visualizzare i dati catturati in un formato comodo e leggibile. L'app offre quattro visualizzatori di dati: Vista a tabella, Vista a dump, Vista a linee e Vista terminale. Sta a te decidere in quale modalità visualizzare i dati. Puoi abilitare uno, due o tutti i visualizzatori contemporaneamente.

Un altro aspetto importante è che Serial Port Monitor include opzioni avanzate di ricerca e filtraggio, oltre alla modalità terminale che consente di eseguire comandi di testo.

Altre potenti funzionalità supportate dal software di registrazione Modbus:

• Rilevamento dei problemi di comunicazione Modbus: Lo strumento consente di identificare i problemi di comunicazione Modbus non appena si presentano, poiché monitora e visualizza i dati in tempo reale.
  
  
• Interfaccia COM in modalità sniffing: L'app ti permette di avviare lo sniffing su un'interfaccia COM anche se è già in uso da un'altra applicazione.
  
  
• Monitoraggio simultaneo di più porte RS485: Con questo software di lettura Modbus, potrai monitorare più porte RS485 contemporaneamente. Tutti i dati Modbus in ingresso e in uscita dalla porta saranno comodamente registrati in un unico log basato sul metodo FIFO (First-In-First-Out).

Cos'è Modbus?

Modbus è un protocollo di comunicazione seriale utilizzato per trasportare i dati attraverso canali seriali tra apparecchiature elettroniche. La comunicazione standard Modbus è impostata in modo che un dispositivo, il Master Modbus, scriva o richieda dati ad altri dispositivi, gli Slave Modbus, attraverso una rete seriale. Di norma, in una rete Modbus ci sono un Master e fino a 247 Slave. Il protocollo utilizza le interfacce RS-485, RS-422 e RS-232, oltre a reti Ethernet TCP/IP (protocollo Modbus TCP) per il trasferimento dei dati.

Come funziona?

Come accennato in precedenza, i dati Modbus possono essere trasmessi attraverso un canale seriale che collega due dispositivi basati su COM. Questi dispositivi comunicano informazioni come una serie di uno e zero (bit di dati) tramite un cavo seriale standard. Ogni bit viene inviato come una tensione. La connessione Modbus è piuttosto veloce e la velocità di trasmissione normale è di 9600 baud. I dati vengono inviati in blocchi di 8 bit chiamati byte, ognuno dei quali è rappresentato da una delle 256 coppie di caratteri da 00 a FF.

A cosa serve?

Tradizionalmente, Modbus viene applicato nell'industria per trasmettere i dati dai dispositivi di controllo a un sistema centrale di raccolta dei dati. Questo può essere un sistema che misura l'umidità o la temperatura e invia i risultati a un computer di supervisione. Il protocollo può anche essere utilizzato per collegare il computer di controllo a un'unità terminale remota (RTU) in sistemi SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Esistono versioni del protocollo Modbus per comunicazioni seriali (Modbus RTU e Modbus ASCII) e connessioni Ethernet (Modbus TCP).

Integrità dei dati Modbus

Nell'automazione industriale e nell'instrumentazione, mantenere l'integrità dei dati è fondamentale. Le misurazioni dei sensori devono arrivare al controller senza alterazioni, e le configurazioni inviate da un controller a un dispositivo Modbus devono arrivare intatte.

La corruzione dei dati durante la trasmissione può causare errori critici. Ad esempio, se un sensore di temperatura misura 24°C ma il valore trasmesso cambia a 18°C a causa di bit invertiti, la risposta del sistema potrebbe essere compromessa.

Per prevenire tali problemi, il frame Modbus include un checksum, essenziale per garantire l'integrità dei dati. Questo checksum di 2 byte viene calcolato da ogni byte dell'ID del dispositivo e del PDU, e poi aggiunto al messaggio Modbus. Quando un dispositivo riceve un frame Modbus, ricalcola il checksum e lo confronta con quello trasmesso. Se c'è una discrepanza, il dispositivo scarta il pacchetto di dati corrotto.

Distanza e velocità di Modbus

Modbus può operare su cavi RS232, RS485 o Ethernet, ciascuno supporta distanze e limiti di velocità differenti. Ad esempio, RS232 normalmente gestisce fino a 15 metri a una velocità di 9600 baud.

La maggior parte delle installazioni utilizza RS485, che può supportare distanze fino a 1.200 metri a velocità fino a 115.200 baud. Ethernet, invece, supporta generalmente fino a 100 metri, limitato dalla velocità degli switch di rete.

Sebbene Modbus RS-485 supporti teoricamente velocità fino a 115.200 baud, le applicazioni pratiche raramente superano i 19.200 baud. Le velocità di trasferimento più elevate sono spesso inutili e molti dispositivi slave non sono progettati per gestire baud rate estremamente elevati.