1 2 N Chu kỳ bus (chu kỳ TDMA)
4.2.1 Cơ chế giao tiếp
Cơ chế giao tiếp ở Modbus phụ thuộc vào hệ thống truyền thụng cấp thấp. Cụ thể, cú thể phõn chia ra hai loại là mạng Modbus chuẩn và Modbus trờn cỏc mạng khỏc (vớ dụ TCP/IP, Modbus Plus, MAP).
Mạng Modbus chuẩn
Cỏc cổng Modbus chuẩn trờn cỏc bộ điều khiển của Modicon cũng như một số nhà sản xuất khỏc sử dụng giao diện nối tiếp RS-232C. Cỏc bộ điều khiển này cú thể được nối mạng trực tiếp hoặc qua modem. Cỏc trạm Modbus giao tiếp với nhau qua cơ chế chủ/tớ (Master/Slave), trong đú chỉ một thiết bị chủ cú thể chủ động
126
gửi yờu cầu, cũn cỏc thiết bị tớ sẽ đỏp ứng bằng dữ liệu trả lại hoặc thực hiện một hành động nhất định theo như yờu cầu. Cỏc thiết bị chủ thụng thường là cỏc mỏy tớnh điều khiển trung tõm và cỏc thiết bị lập trỡnh, trong khi cỏc thiết bị tớ cú thể là PLC hoặc cỏc bộ điều khiển số chuyờn dụng khỏc.
Một trạm chủ cú thể gửi thụng bỏo yờu cầu tới riờng một trạm tớ nhất định, hoặc gửi thụng bỏo đồng loạt (broadcast) tới tất cả cỏc trạm tớ. Chỉ trong trường hợp nhận được yờu cầu riờng, cỏc trạm tớ mới gửi thụng bỏo đỏp ứng trả lại trạm chủ. Trong một thụng bỏo yờu cầu cú chứa địa chỉ trạm nhận, mó hàm dịch vụ bờn nhận cần thực hiện, dữ liệu đi kốm và thụng tin kiểm lỗi.
Modbus trờn cỏc mạng khỏc
Với một số mạng như Modbus Plus và MAP sử dụng Modbus là giao thức cho lớp ứng dụng, cỏc thiết bị cú thể giao tiếp theo cơ chế riờng của mạng đú. Vớ dụ trong giao tiếp tay đụi (Peer-to-Peer), mỗi bộ điều khiển cú thể đúng vai trũ là chủ hoặc tớ trong cỏc lần giao dịch (một chu kỳ yờu cầu-đỏp ứng) khỏc nhau. Một trạm cú thể cựng một
lỳc cú quan hệ logic với nhiều đối tỏc, vỡ vậy nú cú thể đồng thời đúng vai trũ là chủ và tớ trong cỏc giao dịch khỏc nhau.
Nhỡn nhận ở mức giao tiếp thụng bỏo, giao thức Modbus vẫn tuõn theo nguyờn tắc chủ/tớ mặc dự phương phỏp giao tiếp mạng cấp thấp cú thể là tay đụi. Khi một bộ điều khiển gửi một yờu cầu thụng bỏo thỡ nú đúng vai trũ là chủ và chờ đợi đỏp ứng từ một thiết bị tớ. Ngược lại, một bộ điều khiển sẽ đúng vai trũ là tớ nếu nú nhận được thụng bỏo yờu cầu từ một trạm khỏc và phải gửi trả lại đỏp ứng.
Chu trỡnh yờu cầu-đỏp ứng
Giao thức Modbus định nghĩa khuụn dạng của thụng bỏo yờu cầu cũng như của thụng bỏo đỏp ứng, như được minh họa trờn Hỡnh 4.9.
Một thụng bỏo yờu cầu bao gồm cỏc phần sau:
• Địa chỉ trạm nhận yờu cầu (0-247), trong đú 0 là địa chỉ gửi đồng loạt. • Mó hàm gọi chỉ thị hành động trạm tớ cần thực hiện theo yờu cầu. Vớ dụ,
mó hàm 03 yờu cầu trạm tớ đọc nội dung cỏc thanh ghi lưu dữ và trả lại kết quả.
• Dữ liệu chứa cỏc thụng tin bổ sung mà trạm tớ cần cho việc thực hiện hàm được gọi. Trong trường hợp đọc thanh ghi, dữ liệu này chỉ rừ thanh ghi đầu tiờn và số lượng cỏc thanh ghi cần đọc.
127
• Thụng tin kiểm lỗi giỳp trạm tớ kiểm tra độ vẹn toàn của nội dung thụng bỏo nhận được.
128
Thụng bỏo đỏp ứng cũng bao gồm cỏc thành phần giống như thụng bỏo yờu cầu. Địa chỉ ở đõy là của chớnh trạm tớ đó thực hiện yờu cầu và gửi lại đỏp ứng. Trong trường hợp bỡnh thường, mó hàm được giữ nguyờn như trong thụng bỏo yờu cầu và dữ liệu chứa kết quả thực hiện hành động, vớ dụ nội dung hoặc trạng thỏi cỏc thanh ghi. Nếu
xảy ra lỗi, mó hàm quay lại được sửa để chỉ thị đỏp ứng là một thụng bỏo lỗi, cũn dữ liệu mụ tả chi tiết lỗi đó xảy ra. Phần kiểm lỗi giỳp trạm chủ xỏc định độ chớnh xỏc của nội dung thụng bỏo nhận được.