MODBUS là gì? Giao thức truyền thông MODBUS RTU, TCP, ASCII

Trong ngành tự động hóa và điều khiển, thuật ngữ “Modbus” thường được đề cập đến như một trong những giao thức truyền thông phổ biến. Tuy nhiên, với những người không thuộc chuyên ngành thì vẫn còn băn khoăn về câu hỏi Modbus là gì? Hãy cùng Myrobot tìm hiểu định nghĩa Modbus và những thông tin về giao thức này qua bài viết sau đây. 

Khái niệm giao thức Modbus là gì?

Modbus là một giao thức truyền thông nối tiếp được phát triển vào năm 1979 bởi Modicon, một công ty đã được mua lại bởi Schneider Electric. Giao thức này được duy trì và phát triển bởi tổ chức cùng tên là MODBUS cho đến nay. Modbus được sử dụng rộng rãi trong ngành tự động hóa và điều khiển công nghiệp.

Modbus cho phép các thiết bị điện tử giao tiếp với nhau thông qua các đường nối tiếp, nơi các tín hiệu được truyền qua giữa các thiết bị. Điều này làm cho Modbus trở thành một giao thức giao tiếp đơn giản và đáng tin cậy.

Mặc dù đã có nhiều giao thức truyền thông mới được phát triển, Modbus vẫn được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp tự động hóa và điều khiển. Sự đơn giản, độ tin cậy và tính linh hoạt của Modbus đã giúp nó phát triển và được ưa chuộng hơn 40 năm qua. 

Modbus hoạt động như thế nào?

Modbus hoạt động theo nguyên tắc “Master – Slave” (master: máy chủ- Slave: máy khách). Trong nguyên tắc này, một Master  kết nối với một hoặc nhiều Slave. “Master” thường là các thiết bị điều khiển như PLC, PC , DCS , RTU hoặc SCADA. Trong khi đó, “Slave” thường là các thiết bị cảm biến hoặc thiết bị cấp hiện trường.

Modbus cho phép truyền thông thông tin qua đường dây nối tiếp giữa các thiết bị điện tử. Cụ thể, thiết bị yêu cầu thông tin được gọi là Modbus Master, trong khi thiết bị cung cấp thông tin được gọi là Modbus Slaves.

Trong mạng Modbus tiêu chuẩn, thường chỉ có một Master và tối đa 247 Slaves. Mỗi Slave sẽ được gán một địa chỉ duy nhất từ 1 đến 247 để phân biệt. Master có khả năng truy vấn thông tin từ các Slave và gửi lệnh hoặc dữ liệu đến các Slave để điều khiển hoặc cập nhật thông tin. Điều này tạo ra một hệ thống truyền thông linh hoạt và mạnh mẽ trong các ứng dụng tự động hóa và điều khiển công nghiệp.

Phân biệt giao thức truyền thông MODBUS RTU, TCP, ASCII

Modbus RTU

Modbus RTU (Remote Terminal Unit) là một biến thể của giao thức Modbus được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa. Với RTU, hệ thống này được ứng dụng rộng rãi để liên kết các thành phần, thiết bị mạng và thiết bị công nghiệp trong môi trường sản xuất và điều khiển.

Giao thức Modbus RTU sử dụng các chuẩn truyền thông RS-232 và RS-485 để truyền tín hiệu giữa các thiết bị. Các chuẩn truyền thông này cho phép RTU được tích hợp vào các hệ thống tự động hóa hiện đại một cách dễ dàng.

Modbus RTU thường được tích hợp và hỗ trợ bởi các hệ thống SCADA, HMI và các chương trình thu thập dữ liệu. Sự kết hợp giữa Modbus RTU và các hệ thống này giúp quản lý và kiểm soát các quy trình sản xuất và điều khiển công nghiệp một cách hiệu quả và linh hoạt.

Modbus TCP

Modbus TCP là giao thức Modbus được truyền qua mạng Ethernet (sử dụng kết nối RJ45). Với Modbus TCP, dữ liệu Modbus được đơn giản hóa và đóng gói trong một gói tin TCP/IP.

Trong Modbus TCP, không có khái niệm về SlaveID như trong Modbus RTU, bởi vì nó sử dụng địa chỉ IP để xác định các thiết bị mục tiêu. Máy chủ (hoặc thiết bị chứa dữ liệu) không cần phải biết về SlaveID mà chỉ cần biết địa chỉ IP của các thiết bị cụ thể.

Với khả năng kết nối thông qua mạng Ethernet, Modbus TCP mang lại tính linh hoạt và tiện lợi cao hơn so với Modbus RTU. Đặc biệt, trong các môi trường mạng phức tạp và lớn hơn. 

Modbus ASCII

Mỗi thông điệp trong Modbus ASCII được mã hóa bằng cơ số hexadecimal, sử dụng đặc tính ASCII 4 bit. Điều này có nghĩa là mỗi byte dữ liệu cần hai byte truyền thông, gấp đôi so với Modbus RTU hoặc Modbus TCP. Mặc dù tốc độ truyền thông của Modbus ASCII chậm hơn so với 2 giao thức kia, nhưng nó có những ưu điểm riêng đáng chú ý.

Modbus ASCII phù hợp với các ứng dụng sử dụng modem điện thoại hoặc kết nối sử dụng sóng radio. Với việc sử dụng các tính năng phân định thông điệp của ASCII, mọi rắc rối trong quá trình truyền dẫn, như nhiễu âm thanh hoặc tín hiệu yếu, sẽ không làm thiết bị nhận dữ liệu dịch sai thông tin. 

Tham khảo: Giao Thức Mạng Là Gì? Tổng Hợp Các Loại Giao Thức Mạng Phổ Biến Hiện Nay

Lời kết 

Giao thức Modbus là một giải pháp truyền tín hiệu nhanh chóng, chính xác và đơn giản với chi phí thấp, phù hợp trong ngành tự động hóa và điều khiển công nghiệp. Việc hiểu rõ các giao thức này không chỉ giúp người sử dụng vận hành hiệu quả mà còn giúp tối ưu hóa các quy trình và hệ thống tự động hóa.

Hy vọng những thông tin trên đây của Myrobot đã giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về giao thức truyền dữ liệu Modbus. Và tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực tự động hóa và điều khiển công nghiệp. Việc áp dụng và sử dụng Modbus một cách hiệu quả sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm chi phí trong các ứng dụng công nghiệp.

Và đừng quên truy cập vào website của Myrobot cập nhập thêm các tin tức công nghệ mỗi ngày bạn nhé!

MYROBOT - Chúng tôi là chuyên gia trong mảng sản xuất, cung cấp và phân phối các hệ thống thiết bị robot phục vụ công nghiệp...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.