Ítarleg útskýring á MODBUS _ RTU samskiptareglum
MODBUS _ RTU Samskiptareglur eru opnar samskiptareglur sem byggja á raðtengingu (RS232 eða RS485) og nota raðtengi örgjörvans til að senda og taka á móti gagnaskilaboðum.
I. Sendingarháttur
Sendingarháttur er röð óháðra gagnaskipana innan upplýsingaramma og endanleg regla fyrir sendingu gagna. MODBUS _ RTU samskiptareglurnar eiga samskipti á Modbus í RTU ham. Hver 8-bita bæti í skilaboðunum er skipt í tvo 4-bita sextándakerfisstafi. Hver skilaboð verða að vera send í röð.
Kóðakerfi
- 8-bita tvíundakerfi, sextándakerfi 0～9, A～F
- Hvert 8-bita reitur í skilaboðunum samanstendur af tveimur sextándakerfisstöfum.
Bitar á bæti
- 1 byrjunarbiti
- 8 gagnabitar, sá biti sem er síst marktækur er sendur fyrst
- 1 jöfnuðarbiti, enginn ef enginn jöfnuður er til staðar
- 1 stoppbiti, 2 bitar (án eftirlits)
Villugreiningarlén
- CRC (hringlaga afritunarprófun)
II. Samningur
Þegar rammi berst að tækinu sem er sent inn í tækið í gegnum einfalda „tengi“. Tækið fjarlægir „umslagið“ (hausinn) gagnarammans, les gögnin og ef engar villur eru til staðar framkvæmir það það verkefni sem gögnin biðja um. Það bætir síðan gögnunum sem það býr til við móttekna „umslagið“ og sendir gagnarammann til sendanda. Svargögnin sem skilað er innihalda eftirfarandi efni: vistfang tengibúnaðarins (Address), keyrða skipun (Function), umbeðin gögn (Data) sem keyrða skipunin býr til og eftirlitskóða (Check). Engin vel heppnuð svörun verður gefin við neinum villum.
1) Upplýsingaramma
Hámarks leyfileg lengd Modbus upplýsingaramma er 256 bæti, það er að segja, sviðið N er stærra en eða jafnt og núll og minna en eða jafnt og 252.
2) Heimilisfangsreitur
Vistfangsreiturinn fyrir skilaboðaramma (skilaboðavistfang) er í upphafi rammans og samanstendur af 8 bitum. Gild vistföng þrælatækja eru á bilinu 0 til 247 (tubak). Vistfangssviðið fyrir hvert þrælatækja er frá 1 til 247. Aðaltækið setur þrælatækjavistfangið inn í vistfangssvæðið í upplýsingarammanum og ávarpar þrælinn. Þegar þrællinn svarar setur hann sitt eigið vistfang inn í vistfangssvæðið í svarskilaboðunum, þannig að aðaltækið geti borið kennsl á vistfang þrælsins sem hefur svarað.
Vistfang 0 er útsendingarvistfang og allir þrælar þekkja það. Þegar Modbus samskiptareglur eru notaðar í háþróuðu neti eru útsendingar eða aðrir valkostir ekki leyfðir.
3) Virknislén
Virknisviðskóði þess upplýsingaramma segir til um hvaða aðgerð á að framkvæma. Gildir kóðar eru frá 1 til 225 tugabrot. Sumir kóðar eiga við um alla stýringar, aðrir um ákveðna stýringar og sumir eru fráteknir til síðari nota.
Þegar aðalstýrikerfið sendir upplýsingar til þrælsins, gefur virknikóðinn honum til kynna aðgerðina sem á að framkvæma, svo sem að lesa KVEIKT/SLÖKKT stöðu hóps af stakrænum spólum eða inntaksmerkjum, lesa gögn úr hópi skráa, lesa greiningarstöðu þrælsins, skrifa í spólurnar (eða skrárnar), leyfa niðurhal, upptöku og staðfestingu forritsins í þrælnum, o.s.frv.
Þegar þrællinn svarar aðalforritinu getur virknikóðinn gefið til kynna að þrællinn hafi brugðist eðlilega við eða að villa hafi komið upp (þ.e. ekki brugðist eðlilega við). Ef svarið er eðlilegt skilar þrællinn einfaldlega upprunalega virknikóðanum; ef svarið er óeðlilegt skilar þrællinn kóða sem jafngildir upprunalega kóðanum og stillir mikilvægasta bitann á "1".
Til dæmis, þegar aðalstýringin biður þrælinn um að lesa hóp af biðskrám, er virknikóði sendra upplýsinga 0000 0011 (sextándakerfi 03). Ef þrællinn fær umbeðnar aðgerðarupplýsingar rétt, skilar hann sama kóðagildi og venjulegt svar; ef hann fær þær rangt, skilar hann óeðlilegum svarupplýsingum: 1000 0011 (sextándakerfi 83). Þrællinn breytir virknikóðanum og setur sérstakan kóða í gagnasvæði svarskilaboðanna til að segja stýringunni frá tegund villunnar og ástæðu óeðlilegu svarsins. Forrit stýringarinnar ber ábyrgð á að meðhöndla óeðlilegu svarið. Algengt ferli er að stýringin sendir prófun og greiningu upplýsinganna til þrælsins og tilkynnir rekstraraðilanum það.
Eftirfarandi tafla sýnir algengustu virknikóða allra tækja, merkingu þeirra og upphafsvirkni.
| Kóði | Nafn | Aðgerð |
| 01 | Lesið stöðu spólunnar | Fáðu núverandi stöðu safns af rökspólum (KVEIKT/SLÖKKT) |
| 02 | Lesið stöðu inntaksins | Fáðu núverandi stöðu safns af rofainntökum (KVEIKT/SLÖKKT) |
| 03 | Lesið eignarskrána | Sækja núverandi tvíundagildi úr einni eða fleiri geymsluskrám |
| 04 | Lesið inntaksskrána | Sækja núverandi tvíundagildi úr einni eða fleiri inntaksskrám |
| 05 | Þvingaðu eina spóluna | Þvinga fram kveikt og slökkt ástand rökspólu |
| 06 | Forstillt stakt skrá | Setja tiltekið tvíundagildi í eina skrá |
| 07 | Lesa undantekningarstöðu | Fáðu kveikt-slökkt stöðu 8 innri spóla |
| 15 | Þvinguð fjölspóla | Þvingun á og af röð samfelldra rökfræðispóla |
| 16 ára | Forstillt margfeldi skrá | Setja ákveðna röð tvíundagilda í röð margra skráa |
| 17 ára | Tilkynna þrælaauðkenni | Skiptistjórinn getur metið gerð ávarpaðs þjóns og stöðu rekstrarljóss þjónsins |
4) Gagnasvið
Gagnareiturinn inniheldur gögn sem flugstöðin þarfnast til að framkvæma tiltekna aðgerð eða gögn sem flugstöðin safnar sem svar við fyrirspurn. Efni þessara gagna getur verið tölulegt gildi, tilvísunarfang eða takmörkunargildi.
Til dæmis segir kóðinn í fallreitnum flugstöðinni að lesa skrá, en gagnareiturinn gefur til kynna hvaða skrá á að byrja á og hversu mörg gögn á að lesa. Innbyggða vistfangið og gögnin eru mismunandi eftir gerð og svörunargetu þjónsins. Ef engin villa kemur upp inniheldur svarskilaboðin frá þjóninum til aðalstýrisins beiðnigögnin; ef villa er til staðar er óeðlilegur kóði í gögnunum, þannig að gestgjafinn geti metið og gert næstu aðgerð. Lengd gagnasvæðisins getur verið „núll“ til að gefa til kynna ákveðna tegund upplýsinga.
5) Villuleitarreitur
Þetta lén gerir hýsingum og tengingum kleift að athuga hvort villur séu til staðar við sendingu. Stundum, vegna rafmagnshávaða og annarra truflana, getur gagnasafn breyst á leiðslunni þegar það fer frá einu tæki til annars. Villuleit getur tryggt að hýsillinn eða tengingin bregðist ekki við gögnum sem hafa breyst við sendingu, sem bætir öryggi og skilvirkni kerfisins. Villuleitin notar 16-bita hringlaga afritunaraðferð, eða CRC-leit.
Villugreiningarreiturinn er 16 bitar (útfærður með tveimur 8-bita stöfum). Efni villugreiningarreitsins er fengið með því að beita hringlaga orðræðugreiningaraðferð á innihald skilaboðanna. CRC-reiturinn er bætt við í lok skilaboðanna, þar sem lægsti bætinn kemur á eftir þeim sem er hærri, þannig að hærri bætinn í CRC-reitnum er síðasti bætinn í sendum skilaboðum.
6) Stöðug sending stafa
Þegar skilaboð eru send um venjulegt Modbus raðnet er hver stafur eða bæti sendur í röð frá vinstri til hægri: minnsta marktæka bitinn (LSB) ... Mikilvægasti bitinn (MSB).
Röð bita er:
Það er jafnrétti
Engin jöfnuður
III. Villugreining
1) Jöfnuður
Notandinn getur stillt hvort stýringin sé með oddatölu, slétttölu eða enga tölu. Þetta mun ákvarða hvernig tölubitarnir eru stilltir í hverjum staf.
Ef oddatala eða slétt tal er tilgreint, þá telst fjöldi bita af „1“ með í fjölda bita hvers stafs (7 gagnabitar í ASCII ham og 8 gagnabitar í RTU ham). Til dæmis inniheldur RTU stafaramminn eftirfarandi 8 gagnabita: 1 1 0 1 0 1, og heildarfjöldi „1“ er 4. Ef slétt tal er notað, þá verður jöfnuður biti rammans 0, þannig að heildarfjöldi „1“ er samt 4. Ef oddatala er notuð, þá verður jöfnuður biti rammans 1, þannig að heildarfjöldi „1“ er 5. Ef enginn jöfnuður biti er tilgreindur, þá á sér sendingin stað án jöfnuðurbita og án jöfnuðursgreiningar.
2) Greining á CRC
CRC aðferðin er notuð til að reikna út villukóðann og CRC athugar öll send gögn. Hún hunsar jöfnuðarprófunaraðferðina fyrir einstök stafagögn í skilaboðunum.
Reiturinn fyrir hringlaga afritunarprófun (CRC) tekur tvö bæti og inniheldur 16-bita tvíundargildi. Sendandi tækið reiknar CRC-gildið út og bætir því við gagnaramma. Móttökutækið endurreikni CRC-gildið þegar það móttekur gögnin og ber það síðan saman við gildið í móttekna CRC-reitnum. Ef gildin tvö eru ekki jöfn hefur villa komið upp.
CRC byrjar á því að stilla alla 16 bitana í skránni á „1“ og setja síðan gögn úr tveimur aðliggjandi 8-bita bætum inn í núverandi skrá. Aðeins 8-bita gögn hvers stafs eru notuð til að búa til CRC, og upphafsbitinn, stöðvunarbitinn og jöfnuðarbitinn eru ekki bætt við CRC.
Við myndun CRC-skrárinnar er hver 8-bita bæti XOR-að með innihaldi skrárinnar og niðurstaðan færð í átt að neðri bitunum, þar sem efri bitarnir eru bætt við með "0". Minnsti bitinn (LSB) er færður út og greindur. Ef hann er 1 er skrárinn XOR-að með fyrirfram ákveðnu föstu gildi. Ef minnsti bitinn er 0 er ekkert gert.
Ofangreint ferli er endurtekið þar til 8 færsluaðgerðirnar eru framkvæmdar. Eftir að síðasti bitinn (8. bitinn) hefur verið færður til, er næsta 8-bita bæti XOR-að með núverandi gildi skrárinnar. Hinar 8 færslu XOR-aðgerðirnar eru einnig framkvæmdar. Þegar öll bætin í gagnarammanum hafa verið unnin, er lokagildið sem myndast CRC-gildið.
Ferlið við að búa til CRC er sem hér segir:
① Stilltu 16-bita skrá á 0FFFFH (allar 1), kallað CRC-skrá.
② Xor-a fyrsta 8-bita bætið í gagnarammanum með lægsta bætinu í CRC-skránni og vistaðu niðurstöðuna aftur í CRC-skrána.
③ Færið CRC-skrána til hægri um einn bita, fyllið hæsta bitann með 0 og færið lægsta bitann út til greiningar.
④ Ef lægsti bitinn er 0: endurtakið skref 3 (næsta breyting). Ef minnsti marktæki bitinn er 1: Xor-ið CRC-skrána með fyrirfram ákveðnu föstu gildi (0 A001H).
⑤ Endurtakið skref 3 og 4 þar til 8 breytingar eru gerðar. Þannig eru átta bita unnar.
⑥ Endurtakið skref 2 til 5 til að vinna úr næsta áttundu þar til öll bæti hafa verið unnin.
⑦ Lokagildi CRC-skrárinnar er CRC-gildið.
CRC-gildi eru bætt við upplýsingar, þar sem bitar af lægri röð eru fyrst og bitar af hærri röð síðast.