Szukaj

Przyszłość protokołu modbus w przemysłowym Internecie Rzeczy (IoT)

sterowniki programowalne, modbus, telemetria

Nowoczesne protokoły komunikacyjne wpływają na coraz więcej aspektów powiązanych z działalnością firm przemysłowych. Modbus to rozwiązania, które stanowią zupełnie nową granicę dla sieci typu Ethernet. Protokoły komunikacyjne IoT są gwarantem bezpieczeństwa i wydajności sieci, a tym samym pozwalają na efektywne połączenie świata technologii informatycznej z działaniami operacyjnymi – stąd nazwa IoT. Chcesz dowiedzieć się, jakie wyzwania stawia rynek w wyniku rozwoju protokołu Modbus i przemysłowego Internetu Rzeczy? Przejrzyj ten poradnik i dowiedz się więcej!

Protokół komunikacyjny Modbus a Internet Rzeczy – co to takiego?

Co to jest protokół Modbus?

Protokół Modbus to system komunikacyjny, który wykorzystuje m.in. telemetria, czyli procesy powiązane z gromadzeniem, przesyłaniem oraz monitorowaniem danych zebranych z urządzeń przy pomocy zdalnej komunikacji.

To oznacza, że systemy opierające się na protokołach Modbus mogą być uzupełnieniem sterowników programowalnych oraz całych systemów opierających się na automatyce przemysłowej. W praktyce Modbus operuje na architekturze typu „master-slave,” co oznacza, że jeden urządzenie nadrzędne (master) komunikuje się z kilkoma urządzeniami podrzędnymi (slave).

Jeśli chodzi o Internet Rzeczy (IoT), protokoły Modbus odgrywają kluczową rolę. W rozwiązaniach przemysłowych są stosowane do integracji starszych, istniejących już systemów automatyki przemysłowej z nowoczesnymi rozwiązaniami wykorzystującymi Internet Rzeczy.

Dlaczego wciąż warto stosować protokoły Modbus mimo rozwoju IoT?

Modbus to jeden z najstarszych i najczęściej stosowanych protokołów komunikacyjnych w automatyce przemysłowej. Został opracowany w 1979 roku przez firmę Modicon i jest otwartym standardem. To oznacza, że jest w 100% darmowy i wspierany przez różnorodne, istniejące już systemy.

Zalety wykorzystywania modułu rozszerzeń Modbus to:

  • kompatybilność z różnorodnymi urządzeniami;
  • integracja bez konieczności dużych inwestycji w infrastrukturę;
  • brak opłat licencyjnych;
  • łatwe wdrażanie i zarządzanie komunikacją między urządzeniami;
  • niezawodność działania nawet w trudnych warunkach przemysłowych.

Kluczowym atutem systemów opierających się na protokołach Modbus jest możliwość komunikacji wielu urządzeń jednocześnie np. programowalne sterowniki logiczne PLC, czujniki, mierniki, systemy sterowania.

Jakie typy protokołów Modbus stosuje się w przemysłowej telemetrii?

Jeśli chodzi o moduł telemetryczny Modbus, warto wiedzieć, że w zakładach przemysłowych z pełną automatyką działań wykorzystywane są trzy odmiany sterowników do przesyłu danych:

  1. Modbus RTU (Remote Terminal Unit) – Wykorzystuje komunikację szeregową (RS-485, RS-232) i zapewnia szybkie przesyłanie danych. 
  2. Modbus ASCII – przesyła dane w postaci znaków ASCII, ale jest wolniejszy niż RTU.
  3. Modbus TCP – wykorzystuje sieci Ethernet, a to pozwala na szybką i wszechstronną komunikację w nowoczesnych systemach telemetrii w ramach Internetu Rzeczy.

Te trzy typy protokołów Modbus umożliwiają zdalne monitorowanie i kontrolę procesów, urządzeń i zapewniają bezpieczne przesyłanie danych. To pozwala na pełną optymalizację procesów zachodzących w zakładzie przemysłowym.

Konwerter RS485 a przemysłowy Internet Rzeczy z protokołem Modbus

Czym jest konwerter RS485?

Konwerter RS485 jest fizycznym interfejsem komunikacyjnym, który umożliwia przesył danych na większe odległości i obsługę do 32 urządzeń w sieci. W praktyce przekształca sygnały z innych interfejsów (np. RS232 lub USB) na RS485, umożliwiając komunikację z urządzeniami Modbus RTU (Remote Terminal Unit). 

Dalej protokół Modbus przesyła informacje w formie ramek, które zawierają adres urządzenia, funkcje, dane oraz sumy kontrolne. To zapewnia poprawną transmisję w środowisku przemysłowym i ułatwia automatyzację procesów.

Jak w praktyce wykorzystać protokoły Modbus w telemetrii Internetu Rzeczy?

Znane od wielu lat protokoły Modbus służą nie tylko do lokalizacji wycieków w systemach ciepłowniczych. Taki moduł rozszerzeń w kontekście przemysłowego Internetu Rzeczy sprawdza się szczególnie dobrze w monitorowaniu i zdalnym zarządzaniu urządzeniami wykorzystywanymi w przemyśle.

Praktyczne zastosowanie systemów Modbus w ramach IoT dla przemysłu to:

  1. Zdalny odczyt liczników i monitorowanie mediów

W systemach telemetrycznych, takich jak monitoring zużycia wody, gazu, ciepła czy energii elektrycznej, protokół Modbus umożliwia bezproblemową komunikację między licznikami, sterownikami i centralnymi systemami zarządzania. Dzięki temu możliwe jest śledzenie zużycia mediów w czasie rzeczywistym oraz optymalizacja ich dystrybucji i kosztów operacyjnych​.

2. Sterowanie i nadzór nad urządzeniami przemysłowymi

W przemyśle, Modbus jest używany do monitorowania stanu maszyn i urządzeń, co pozwala na szybkie reagowanie na awarie i optymalizację wydajności. Dzięki zastosowaniu tego protokołu w połączeniu z telemetrią, przedsiębiorstwa mogą zbierać dane o pracy maszyn w trudnych warunkach środowiskowych i na dużych odległościach​.

3. Automatyka budynkowa i inteligentne systemy zarządzania energią

W kontekście inteligentnych budynków, Modbus umożliwia kontrolę i monitorowanie systemów HVAC (ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja), a także oświetlenia i innych urządzeń. Integracja takich systemów za pomocą telemetrii pozwala na automatyczne regulowanie zużycia energii oraz zmniejszenie kosztów operacyjnych i wpływu na środowisko.

Jesteś zainteresowany zastosowaniem protokołu Modbus?