Modbus jest jednym z najbardziej popularnych protokołów komunikacyjnych w sieciach przemysłowych. Obecnie, ze względu na coraz większą różnorodność zastosowań, w automatyce możemy spotkać zarówno wersję Modbus TCP, dedykowaną do sieci Ethernet, oraz wersję Modbus RTU przeznaczoną do szeregowych sieci z magistralą RS-232/422/485. W obydwu przypadkach protokoły te mają zbliżona budowę, ale przy implementacji Modbus TCP zrezygnowano z pola adresowego i sumy kontrolnej. Wprowadzono natomiast nagłówek MBAP (Modbus Application Protocol Header) zawierający kolejno identyfikator transakcji i protokołu, rozmiar wiadomości oraz identyfikator urządzenia. Między innymi te różnice sprawiają, że niezbędne stają się moduły, które mogą konwertować zarówno ramki Modbus jak i sieć RS na Ethernet. Z pomocą przychodzi tu także firma Advantech, która w swojej ofercie posiada nowoczesne bramy Modbus z serii EKI.

      EKI-1221/1222/1224 to bramy, które integrują starsze i nowsze rozwiązania Modbus RTU/TCP/ASCII zarówno Slave jak i Master. W zależności od wersji, na pokładzie mogą znajdować się 1, 2 lub 4 konfigurowalne porty szeregowe RS-232/422/485 z możliwością transmisji na poziomie do 921 kbps. Dwa niezależne gniazda Ethernet pozwalają tu na pewną komunikację nawet w przypadku przerwania jednej z linii transmisji danych. W trybie Slave każdy z portów szeregowych umożliwia przyłączenie jednocześnie do 16 hostów TCP/IP i przesyłanie danych nawet do 31 urządzeń RS-485. Do poprawnej pracy należy jedynie przypisać odpowiednie numery urządzeń, zawartych wewnątrz ramki Modbus TCP, do tablicy ID docelowego portu RS. W ten sposób protokół Modbus TCP jest konwertowany na Modbus RTU/ASCII w sposób całkowicie przezroczysty. W trybie Master brama pozwala na przesłanie ramek z portu szeregowego do 16 adresów IP zdefiniowanych wewnątrz tablicy danych. Pakiety te zostaną przesłane wyłącznie do urządzeń o numerach podanych w polu ID Slave. Dodatkowo, w każdym z trybów można zdefiniować czas oczekiwania na odpowiedź z urządzenia, do którego konwertowane są ramki Modbus. Dzięki temu bramy EKI ograniczają do minimum opóźnienia czasowe przy przesyłaniu najważniejszych komend lub informacji. Bezpieczeństwo poprawia również lista autoryzowanych adresów IP, które mają dostęp do portów Ethernet. Aby skrócić czas konfiguracji wszystkie ustawienia w każdej chwili można zapisać lub odczytać z pliku w formacie sps.

      Gateway EKI mają kompaktową, metalową obudowę zgodną z IP30, która pozwala na montaż naścienny bądź na standardowej szynie DIN. Porty Ethernet wyposażone zostały w izolację magnetyczną do 1,5kV, a interfejs szeregowy w ochronę ESD przed przepięciami do 15kV. Bezpieczeństwo podwyższa również zabezpieczenie przeciwprzepięciowe 0,5kV umieszczone na dwóch, redundantnych liniach zasilających. Wbudowane wyjście przekaźnikowe oraz diody LED mogą informować użytkownika o zaistniałym zaniku napięcia. EKI został przystosowany do pracy w zakresie temperatury od 0 do 60°C oraz podwyższonej wilgotności 5÷95%.

      Rozwój sieci Ethernet sprawił, że bramy Modbus mają dzisiaj rozległy zakres zastosowań. Pozwalają w sposób całkowicie przezroczysty łączyć nadal popularne rozwiązania Modbus RTU z nowoczesnymi sieciami Ethernet, wykorzystującymi protokół Modbus TCP. Konwertery EKI mogą skutecznie zredukować koszty związane ze zmianą już funkcjonującego sprzętu i pomóc w adaptacji istniejących sieci komunikacyjnych.

Więcej informacji: konwertery Modbus serii EKI-122X.

Jarosław Molenda / Elmark Automatyka @ I 2009