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Modbus RTU

Kommunikationsmodule & Gateways für Modbus RTU Netzwerke

  • Modbus RTU Embedded Modul KUNBUS-COM

    KUNBUS-COM

    Leistungsfähiges Kommunikationsmodul für Modbus RTU Netzwerke

  • Modbus RTU Embedded Modul KUNBUS-IC

    KUNBUS-IC

    Kompakte Aufsteckplatine im DIL-32-Format für Modbus RTU Netzwerke

  • Modulares Gateway

    Modulares Gateway

    Gateway zur Anbindung eines Modbus RTU Netzes an andere Netzwerkprotokolle

Wir bieten für Modbus RTU Netzwerke embedded Module in den Versionen KUNBUS-COM sowie KUNBUS-IC an. Mit unserem modularen Gateway kann eine Vielzahl an gängigen industriellen Netzwerke unkompliziert an ein Modbus RTU Netzwerk angebunden werden. Selbstverständlich finden wir im Falle besonderer Anforderungen auch eine kundenspezifische Lösung.

Modbus RTU im Detail

Grundlagen zum Modbus-Protokoll

Das Modbus-Protokoll ist ein auf dem Master-Slave-Prinzip basierendes Kommunikationsprotokoll, welches von Gould-Medicon entwickelt wurde. Als offenes Protokoll hat sich Modbus RTU einen Weg in die industrielle Kommunikation gebahnt und wird dort heute als allgegenwärtiger De-facto Standard für speicherprogrammierbare Steuerungen eingesetzt.

Mit dem offenen Modbus-Protokoll wird die Kommunikation zwischen einem Master und mehreren Slaves möglich. Die zwei erhältlichen Versionen von Modbus beziehen sich dabei auf das Ethernet sowie auf die serielle Schnittstelle (EIA-232 & EIA-485). Auch bei der Datenübertragung gibt es bei Modbus Unterschiede.

Daher können die folgenden Betriebsarten differenziert werden:

  • Im Modbus ASCII wird keine Binärfolge, sondern reiner ASCII-Code übermittelt. Dadurch ist es für den Menschen direkt lesbar. Der Datendurchsatz ist im Vergleich zu RTU jedoch wesentlich geringer.
  • Modbus RTU (RTU: Remote Terminal Unit, entfernte Terminaleinheit) überträgt die Daten in binärer Form. Der Vorteil ist eine schnellere Datenübertragung. Allerdings müssen die Daten danach noch in ein für Menschen lsebares Format übertragen werden.
  • Modbus TCP als Ethernet- basierte Variante. Modbus TCP ist RTU zwar sehr ähnlich, allerdings werden in diesem Falle TCP/IP-Pakete verwendet, um die Daten zu übermitteln.

Da jeder Kommunikationsteilnehmer über den Bus Nachrichten senden kann, muss jedem auch eine entsprechende und eindeutige Adresse zugesprochen werden. Dem Broadcast ist die Adresse 0 vorbehalten. Trotz der Möglichkeit, dass jeder Teilnehmer Nachrichten versenden darf, wird der Versand in der Regel durch den Master eingeleitet und durch einen Slave lediglich beantwortet.

Die Modbus RTU Schnittstelle

Mit der Modbus RTU Schnittstelle (RTU = Remote Terminal Unit) wird es möglich, ein Fernbedienungs- oder Fernwartungsterminal einzurichten. Damit wird die RTU Schnittstelle zu einem steuerungstechnischen oder regeltechnischen Instrument. Sowohl in der Energieverteilung, Energieerzeugen und Energieübertragung als auch in der Prozesstechnik kommt die Modbus RTU Schnittstelle zum Einsatz. Von einem Kontrollzentrum wird es damit möglich, die Steuerung, Kontrolle, Überwachung einzelner Prozesse vorzunehmen. Der Kontrollstand und die RTU Schnittstelle kommunizieren entweder kabellos oder über ein sogenanntes Pilotkabel. Ein PowerLineCarrier (PLC) dient der Steuerungsdaten-Übertragung auf einer Hochspannungsleitung.

Damit die Übertragungskapazität jedoch gesteigert werden konnte, setzen Unternehmen zunehmend auf eine Lichtwellenleiter, welche dies realisierbar macht.

Der Einsatz der Modbus RTU Schnittstelle

Als offenes Protokoll ermöglicht Modbus RTU die Verbindung von Feldgeräten über die seriellen Schnittstellen (RS-485 oder RS-232). Darunter fallen beispielsweise Messaufnehmer, Regler sowie Stellglieder.

Sowohl die Fertigungsautomatisierung als auch die Prozessautomatisierung greift seit längerer Zeit auf das Protokoll zurück, welches die Basis digitaler Netzwerke in der Netzwerk-Anlagen-Hierarchie darstellt.

Das Kommunikationsverfahren des Modbus RTU Protokolls
Das Modbus RTU Protokoll ermöglicht zwei Kommunikationsvarianten. Diese sind als Unicast und Broadcast bekannt.

Bei der Unicast-Variante erfolgt das Senden einer Anforderung von Master zum Slave. Das Master-Gerät wartet anschließend die Antwort ab.

Bei der Broadcast-Variante hingegen ist der Adressat "Adresse 0". Dorthin erfolgt die Anforderung vom Master-Gerät. Das Broadcast-Verfahren bezeichnet die Einweg-Kommunikation. Somit erhalten zwar alle im Netzwerk befindlichen Slave-Geräte die gesendete Nachricht, aber es erfolgt keine Antwort an den Master.

Der Übertragungsmodus im Modbus RTU Protokoll

Bei der Übertragung im Modbus RTU Protokoll erfolgt eine 8-bittige Binärübertragung. Da Start/Stopp-Bits eingesetzt werden, besteht ein Byte hierbei aus 11 Bits. Damit zum Beispiel eine fehlerhaft übertragene Bit-Folge erkannt werden kann, wird die Parität eingesetzt. Die Parität definiert hierbei die Anzahl derjenigen Bits, die mit 1 belegt sind. Bei gerader Anzahl wird sie als "even" bezeichnet und bei ungerader Anzahl als "odd". Ein weiteres Stopp-Bit wird dann angehängt, wenn die Parität nicht zum Einsatz kommen soll. Das Byte besteht auch in diesem Fall aus 11 Bits.

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