Was ist modbus rtu?

Modbus RTU

Modbus RTU (Remote Terminal Unit) ist ein serielles Kommunikationsprotokoll, das weit verbreitet in industriellen Automatisierungssystemen verwendet wird. Es dient zur Kommunikation zwischen Geräten, typischerweise zwischen einem Master-Gerät (z.B. einem SPS-System) und einem oder mehreren Slave-Geräten (z.B. Sensoren, Aktoren, Messgeräte).

Hauptmerkmale:

• Serielle Kommunikation: Modbus RTU verwendet eine serielle Schnittstelle, in der Regel RS-485, RS-422 oder RS-232. Dies ermöglicht eine kostengünstige und relativ einfache Implementierung.
• Binäres Protokoll: Die Daten werden in binärer Form übertragen, was eine kompakte Datenübertragung ermöglicht.
• Master-Slave-Architektur: Ein Master-Gerät initiiert die Kommunikation, während die Slave-Geräte auf Anfragen des Masters reagieren. Ein Slave-Gerät kann nicht ohne Anfrage durch den Master Daten senden.
• Fehlerprüfung: Modbus RTU verwendet eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) zur Fehlererkennung bei der Datenübertragung.
• Einfache Implementierung: Das Protokoll ist relativ einfach zu implementieren, was zu seiner weiten Verbreitung beigetragen hat.

Funktionscodes:

Modbus RTU definiert verschiedene Funktionscodes, die angeben, welche Operation durchgeführt werden soll. Einige Beispiele sind:

• 01 (0x01): Read Coils (Lesen von einzelnen Bits, z.B. digitale Eingänge/Ausgänge)
• 02 (0x02): Read Discrete Inputs (Lesen von digitalen Eingängen)
• 03 (0x03): Read Holding Registers (Lesen von 16-Bit-Registern, z.B. analoge Werte)
• 04 (0x04): Read Input Registers (Lesen von Eingangsregistern)
• 05 (0x05): Write Single Coil (Schreiben eines einzelnen Bits)
• 06 (0x06): Write Single Register (Schreiben eines einzelnen 16-Bit-Registers)
• 15 (0x0F): Write Multiple Coils (Schreiben mehrerer Bits)
• 16 (0x10): Write Multiple Registers (Schreiben mehrerer 16-Bit-Register)

Datenformat:

Die Daten in Modbus RTU werden typischerweise in 16-Bit-Registern gespeichert. Je nach Anwendung können diese Register verschiedene Datentypen darstellen (z.B. Integer, Float, Strings). Die Interpretation der Daten obliegt der jeweiligen Anwendung.

Adressierung:

Jedes Slave-Gerät in einem Modbus RTU-Netzwerk hat eine eindeutige Adresse (1-247). Der Master verwendet diese Adresse, um das jeweilige Slave-Gerät anzusprechen.

Nachrichtenstruktur:

Eine typische Modbus RTU-Nachricht besteht aus folgenden Feldern:

• Slave-Adresse: 1 Byte
• Funktionscode: 1 Byte
• Daten: Variable Länge (abhängig vom Funktionscode)
• CRC: 2 Byte

Anwendungsbereiche:

Modbus RTU wird in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt, darunter:

• Gebäudeautomation (https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Gebäudeautomation)
• Industrielle Steuerungssysteme (https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Industrielle%20Steuerungssysteme)
• Energieüberwachung (https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Energieüberwachung)
• Prozessautomation (https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Prozessautomation)

Vorteile:

• Einfach zu implementieren
• Weit verbreitet
• Kostengünstig
• Robust

Nachteile:

• Relativ langsam (im Vergleich zu Ethernet-basierten Protokollen)
• Begrenzte Datenübertragungsrate
• Sicherheitsaspekte (keine integrierte Verschlüsselung) - dies kann jedoch durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen behoben werden.

Zusammenfassend ist Modbus RTU ein zuverlässiges und weit verbreitetes Kommunikationsprotokoll für industrielle Anwendungen, das sich durch seine Einfachheit und Robustheit auszeichnet. Es ist jedoch wichtig, die Einschränkungen in Bezug auf Geschwindigkeit und Sicherheit zu berücksichtigen.