notícias da empresa sobre Tipos de evolução e guia de seleção de gateways Modbus

Imaginem instrumentos e sensores industriais como mensageiros silenciosos, gerando grandes quantidades de dados.A eficiência e a precisão com que estes dados chegam aos centros de controlo dependem fortemente dos protocolos de comunicaçãoO Modbus, um protocolo amplamente adotado em ambientes industriais, desempenha este papel fundamental.impulsionando o desenvolvimento do Modbus TCP baseado em redePara preencher a lacuna entre estes protocolos, surgiram gateways Modbus.Este artigo explora quatro tipos distintos de gateways Modbus, de conversores de protocolo básicos para gateways configuráveis, destacando sua evolução, vantagens, desvantagens e critérios práticos de selecção dos engenheiros.

Um gateway Modbus é um dispositivo que converte o protocolo Modbus TCP para o protocolo Modbus RTU/ASCII.No entantoPara atender às crescentes demandas de rede, o Modbus TCP baseado em Ethernet foi introduzido.Os gateways Modbus servem como ponte entre os dispositivos Modbus TCP e RTU/ASCII, desempenhando um papel crucial nos sistemas de automação industrial.

A evolução dos gateways Modbus reflete a busca do setor industrial por maior eficiência e flexibilidade na transmissão de dados.portões de armazenamentoA compreensão dos seus pontos fortes e fracos ajuda os engenheiros a selecionar a solução ideal para as suas aplicações.

Os primeiros gateways Modbus forneceram conversão de formato de dados básicos. Por exemplo, um comando Modbus RTU (terminal RS485) para ler um registro no endereço 00 usando o código de função 03 seria:01 03 00 00 00 01 84 0a, onde84 0Aé a soma de verificação CRC. O comando Modbus TCP correspondente (lado de rede) seria:00 00 00 00 00 06 01 03 00 00 00 01Os servidores sérios simples utilizam um modo de "transmissão transparente", enviando os mesmos dados (01 03 00 00 00 01 84 0APara alcançar a conversão RTU-TCP, a soma de controlo CRC (84 0A) e cabeçalho (00 00 00 00 00 06) deve ser suprimida.

Embora esta reconversão básica tenha respondido às necessidades iniciais, apresenta desvantagens significativas:

• Não há suporte para multi-hosts:Vários hosts Modbus TCP não podem acessar o gateway simultaneamente.
• Interferência de resposta:As respostas ao Anfitrião A também são enviadas para o Anfitrião B, causando contaminação de dados.

Embora em grande parte obsoleto, a compreensão de conversores de protocolo simples fornece contexto para o desenvolvimento de gateways.selecionando "Modbus TCP para RTU" como o protocolo de conversão e desativando "multi-host" e "RS485 prevenção de colisão" em opções avançadas permite este modo.

Quando os hosts A e B acessam o gateway simultaneamente, esses gateways implementam arbitragem de bus para evitar colisões.Além disso,, as respostas ao Anfitrião A não são encaminhadas para o Anfitrião B, eliminando a interferência.

Etapas de comunicação:

1. O gateway verifica a disponibilidade do ônibus ao receber uma consulta do host A. Se inativo, o pedido é enviado para o ônibus RS485; caso contrário, ele aguarda.
2. O gateway registra o host solicitante (Host A).
3. Quando o dispositivo RS485 responde, o gateway converte os dados para o formato Modbus TCP e encaminha-os exclusivamente para o host A.

Vantagens:

• Permite acesso simultâneo a vários hosts.
• Evita colisões de autocarros e interferências de resposta.

Desvantagens:

• Tempo de resposta lento:Os hospedeiros devem esperar 50-100ms para dados devido à latência do bus RS485.
• Riscos de timeout com muitos hospedeiros:Respostas mais lentas aumentam a probabilidade de tempo de espera em grandes redes.

Os primeiros modelos, como o ZLAN5142, eram padrão para o modo multi-host.Este modo é habilitado definindo o "tempo de espera de colisão de autocarro RS485" em ≤ 2 segundos nas ferramentas de configuração.

Em vez de consultar dispositivos em tempo real, eles armazenam registros frequentemente acessados localmente, reduzindo os tempos de resposta para 1 ¢ 2 ms.

Características principais:

• Auto-aprendizagem:Regista automaticamente os registos solicitados sem configuração manual.
• Perguntas preventivas:Periodicamente pesquisas registos aprendidos para atualizar dados armazenados em cache.

Vantagens:

• Respostas quase instantâneas para dados em cache.
• Operação de configuração zero.

Limitações:

• Latência da primeira consulta:Os pedidos iniciais ainda requerem acesso ao autocarro RS485.
• Compatibilidade do dispositivo:A análise agressiva pode sobrecarregar alguns instrumentos. Ajustando "RS485 tempo de inatividade" mitiga isso.
• Dados obsoletos:Os valores armazenados em cache podem estar atrasados em milissegundos.
• Problemas de calendário:Interrompe as operações de leitura e escrita sequenciais em aplicações sensíveis ao tempo.

O modo de armazenamento é o padrão para gateways modernos como o ZLAN5143.

Os gateways configuráveis (por exemplo, gateways ZLMB) eliminam a latência da primeira consulta, predefinindo mapas de registro.

Vantagens:

• Respostas rápidas para todas as consultas, incluindo os pedidos iniciais.
• Consolidação de comando:Mapeia registros dispares em endereços TCP contíguos, permitindo a agregação de dados de consulta única.
• Reencaminhamento de endereços:Reorganiza registos discretos em blocos lógicos.

Desvantagens:

• Requer configuração manual; os gateways de armazenamento são preferíveis para implantações simples.
• Herda problemas relacionados ao armazenamento, como dados obsoletos e restrições de tempo.

Modelos com suporte ao modo configurável (por exemplo, firmware ZLAN5143 ≥1.579, ZLAN7144 firmware ≥1.491) utilizam ferramentas de configuração dedicadas para definir os mapeamentos dos registos.

Os gateways configuráveis oferecem a mais alta eficiência, mas exigem configuração.Os conversores de protocolo simples são raramente usados devido aos riscos de colisão.