پروتکل-ارتباطی-مدباس-به-عنوان-یک-پروتکل-آزاد

مدباس ( MODBUS ) چیست ؟

مدباس چیست ؟

Modbus یک پروتکل ارتباطی سریال است که توسط Modicon® در سال 1979 توسط منتشر شده و برای استفاده با کنترل کننده های منطق قابل برنامه ریزی (PLC) مورد استفاده قرار می­گیرد. به زبان ساده ، روشی است که برای انتقال اطلاعات، از طریق خطوط سریال بین دستگاههای الکترونیکی استفاده می شود. دستگاه درخواست کننده اطلاعات (دستگاه اصلی) “Modbus Master” نام دارد و دستگاه های تهیه کننده اطلاعات ( شامل سنسورها و عملگرها و … ) Modbus Slaves هستند. در یک شبکه استاندارد Modbus ، یک Master و حداکثر 247 Slaves وجود دارد که هر یک دارای آدرس منحصر به فرد Slave از 1 تا 247 هستند. Master همچنین می تواند اطلاعات را به Slaves بنویسد و یا تغییر دهد.
مدباس در چه مواردی مورد استفاده قرار می گیرد ؟

Modbus یک پروتکل آزاد است ، به این معنی که تولید کنندگان این امکان را دارند که بدون نیاز به پرداخت حق امتیاز ، از آن در تجهیزات خود استفاده کنند. این پروتکل به یک پروتکل استاندارد در صنعت تبدیل شده است و اکنون یکی از متداول ترین روش های اتصال دستگاه های الکترونیکی صنعتی است. این پروتکل بصورت گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. Modbus به طور معمول برای انتقال سیگنال ها از دستگاه های ابزار دقیق و كنترل به سیستم كنترل اصلی یا سیستم جمع آوری داده ها استفاده می شود ، به عنوان مثال سیستمی كه دما و رطوبت را اندازه گیری می كند و نتایج را به رایانه ارتباط می دهد. Modbus اغلب برای اتصال کامپیوترهای نظارتی دارای واحد ترمینال از راه دور (RTU)، در سیستم های نظارت و جمع آوری داده ها (SCADA) استفاده می شود. نسخه های مختلفی از مدباس برای خطوط سریال مانند ModBus RTU و ModBos ASCII و برای شبکه های اترنت از ModBus TCP مورد استفاده قرار می­گیرد.
مدباس چگونه عمل می­کند ؟

اطلاعات modbus از طریق خطوط سریال بین دستگاه ها منتقل می شود. ساده ترین راه اندازی یک کابل سریال است که درگاه های سریال را به دو دستگاه ، یک Master و Slave متصل می کند.

داده ها بصورت سری هایی از صفر و یک که بیت نامیده می شوند، ارسال می شود.هر بیت بعنوان ولتاژ متناظر ارسال می شود. صفر ها بعنوان ولتاژ مثبت و یک ها بعنوان ولتاژ منفی ارسال خواهند شد. بیت ها با سرعت بسیار بالایی ارسال می شوند. سرعت نرمال ارسال داده در مدباس 9600 بیت بر ثانیه است ( baud ).

داده ها در مدباس استاندارد چگونه ذخیره می­شوند ؟

اطلاعات در دستگاه Slave در چهار جدول مختلف ذخیره می شود. در دو جدول مقادیر گسسته خاموش / روشن ( کویلی ) ذخیره می شود و دو جدول دیگر مقادیر عددی ( رجیستر ها ) را ذخیره می کند.

هر جدول شامل 9999 مقدار است.

هر کویل یا اتصال در یک بیت و بین آدرس های 0000 و 270E ذخیره می شود.

هر رجیستر شامل یک کلمه و 16 بیت برابر با 2 بایت نیز بین آدرس های 0000 و 270E ذخیره می شود.

اعداد Coil / Register را می توان به عنوان نام مکان در نظر گرفت چون در پیام های واقعی ظاهر نمی شوند.آدرس دیتا در پیام ها استفاده می شود.

به عنوان مثال ، اولین ثبت رجیستر با شماره 40001 دارای آدرس داده 0000 است.

تفاوت این دو مقدار در نقطه شروع ثبت رجیستر است.

هر جدول دارای نقطه شروع ثبت رجیستر متفاوت ( OFFSET ) است. 1 , 10001 , 30001 , 40001 .

RF236589-01

ترانسدیوسر(TRANSDUCER) چیست و انواع آن کدام است؟

ترانسدیوسر نوعی ترانس می باشدکه سیگنال الکتریکی به وجود آمده از سنسور را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد(ولتاژ ۵-۰وجریان ۲۰-۴ میلی آمپر) تبدیل می کند.ترانسدیوسرها برای تبدیل کمیت های مختلف آنالوگ و دما به سیگنال های استاندارد ولتاژ و جریان و همچنین برای ایزولاسیون سیگنال ها مورد استفاده قرار می گیرند .بنابراین همواره خروجی یک ترانسدیوسر سیگنال الکتریکی است که در سمت دیگر خط می تواند مشخصه ها و پارامترهای الکتریکی نظیر ولتاژ ، جریان و فرکانس را تغییر دهد ، البته به این نکته باید توجه داشت که سنسور انتخاب شده باید از نوع سنسورهای مبدل پارامترهای فیزیکی به الکتریکی باشد و بتواند مثلأ دمای اندازه گیری شده را به یک سیگنال بسیار ضعیف تبدیل کند.
انواع ترانسدیوسر ها عبارت اند از:
ترانسدیوسر ولتاژ
ترانسدیوسر جریان
ترانسدیوسر فرکانس
ترانسدیوسر توان اکتیو و راکتیو
ترانسدیوسر مقاومت
ترانسدیوسر دما

ترانسدیوسر ولتاژ :Voltage Transducer
وظیفه این ترانس به گونه ای است که ولتاژ بالاتر و یا پایین تر از حد نرمال را شناسایی می کند و باعث می شود که موتور بیش از حد داغ نشود. کاربرد آن ها عمدتا در مخابرات وهمچنین منابع قدرت dc می باشد.ترانسدیوسر ها دارای اندازه های مختلفی می باشند وبسته به اندازه آن ها مورد استفاده درسیستم ها وکامپیوتر ها به کار گرفته می شود . کار ترانسدیوسر ولتاژبه این گونه می باشد که دامنه ولتاژ را اندازه گیری می کند واین دامنه را دریک سطح معین نگه می داردو این کار باعث می شود که از آسیب رسیدن به دستگاه ها وسیستم ها جلوگیری شود

ترانسدیوسر جریان:Flow Transducer
این ترانس در صنایع کاربرد زیادی دارد.تابلوهای کنترل بدون این ترانس از امنیت کم و آسیب پذیری بالایی برخوردار هستن. این ترانس معمولا در مدلهای دو سیمه یا چهار سیمه ساخته می شوند وبا تغذیه مورد نظر ما و در رنج میلی ولت و میلی آمپر یا ولت موجود میباشند .

ترانسدیوسر فرکانس :Frequency transducer
این ترانس برای گرفتن ورودی پالس شامل کنتاکت مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد.خروجی این ترانسدیوسرها نیز میتواند بنا به انتخاب مشتری از خروجی های گسسته تا خروجی RS232 و یا خروجی آنالوگ باشند.این ترانس را میتوان در کنار فلومترهایی که دارای خروجی پالس هستنداستفاده کرد و مقدار واقعی فلو را بر اساس تعداد پالس بر حسب خروجی آنالوگ برای کنترلرهای PLC و یا نشان دهنده های ارسال کرد.

ترانسدیوسرهای توان اکتیو و راکتیو:Active and reactive power transducers
این ترانس در بیشتر موارد مدیریت انرژی و بهینه کردن سیستم توزیع برق نیاز به چنین مبدل هایی را خواهد داشت که بتواند فاکتورهایی نظیر مقاومت ظاهری و حقیقی ولتاژ و جریان متناوب ، توان اکتیو و رآکتیور ، فاکتور توان ، تغییرات فرکانس جریان متناوب ، توان ظاهری ، انرژی اکتیو یا راکتیو ، توان ظاهری , زاویه فاز و ضریب توان در سیستم های تک فاز ویا سه فاز با بار متعادل و یا نا متعادل , به بار متناسب مستقل از سیگنال جریان و یا ولتاژ DC خروجی و … را بتوان اندازه گیری و انتقال دهد .ترانسدیورهای توان راه حلی برای ازبین بردن این مشکلات می باشند.

ترانسدیوسر مقاومت:Resistance transducer
این ترانس اصولا وسیله ای برای تبدیل جا به جایی خطی یا زاویهای یک سیگنال الکتریکی است. البته در روش های مکانیکی این امکان وجود دارد که نیرو وفشار به جا به جایی تبدیل شوند. در نتیجه این وسیله در اندازه گیری های نیرو و فشار مفید است و همان طورکه می دانیم ولتاژخروجی ترانسدیوسر مقاومت همواره DC می باشد

ترانسدیوسر دما:Temperature Transducer
این ترانس در جاهایی مورد استفاده قرار می گیرد که سنسور های دما نظیر ترموکوپل و تبدیل آن به سیگنال های استاندارد مورد نظر,نظیر ۴تا ۲۰ میلی آمپر یا ۰ تا ۱۰ ولت به کار برده می شوند.این ترانس قابلیت تنظیم و کالیبره کردن دقیق بوسیله پتانسیومترهای مختلف را دارند.به وسیله این ترانس ها می توان سیگنال ورودی دما را به سیگنال جریان تبدیل کرد وهمچنین آن را به مناطق دور ارسال کرد

47781_610

دیتالاگر چیست ؟

دستگاه دیتالاگر یا ثبت کننده داده ها وسیله ای الکترونیکی است که جهت ثبت و ذخیره سازی داده ها از آن استفاده می‌شود. این داده ها می توانند کمیت هایی مانند دما، کشش، جابجایی، ولتاژ ، جریان ،فشار، مقاومت، توان و بسیاری پارامترهای دیگر باشند. معمولا این نوع دستگاه ها دارای سایز کوچک ، باطری داخلی ،قابل حمل، دارای میکرو پرسسور و حافظه داخلی هستند .

دیتالاگر قابلیت جمع آوری اطلاعات وسیع براساس تعاریف پیش فرض را برای کاربر فراهم می سازد. برخی از دیتالاگرها به رایانه متصل می‌شوند و با استفاده از نرم ‌افزار های مختلف فعال می گردند و میتوان داده‌های کنترل شده را مشاهده و تجزیه و تحلیل کرد در حالی که برخی دیگر دارای رابط محلی بوده و می‌توان از آن‌ها به صورت وسیله‌ای مستقل استفاده کرد.

قابلیت جمع‌آوری مستمر اطلاعات از مزایای استفاده از دیتالاگرها می باشد کاربری این دستگاه ثبت کننده اطلاعات بسیار آسان می باشد ابتدا آنان فعال نموده و سپس اجازه می دهیم تا در طول یک دوره تعریف شده اطلاعات را ذخیره کنند.

انواع دیتالاگر
امروزه دستگاه های دیتالاگر بخش بزرگی از نیاز ثبت داده در صنایع را برطرف می کنند. انواع دیتالاگر دما و رطوبت، دیتالاگر ولتاژ و جریان، دیتالاگر فشار در صنایع مختلف مانند صنایع داروسازی، صنایع تولید مواد غذایی و لبنیات، هواشناسی، حمل و نقل، جاده ها، صنعت برق و الکترونیک و پتروشیمی استفاده می گردد.

یکی از کاربردهای دیتالاگر آزمایشگاهی در صنعت خودرو سازی می باشد جهت اطمینان از کارکرد صحیح سنسورها، سیستم برق و موتور خودرو از این دستگاه ثبت دیتا استفاده می گردد. استفاده از دیتالاگر دما و رطوبت یکی دیگر از کاربرهای این دستگاه در شرکت های دارو سازی و داروخانه ها می باشند.

نکات کلیدی مهم جهت خرید انواع دیتالاگر
فرکانس نمونه برداری : تعداد دفعاتی است که دیتالاگر داده های هر سنسور را در ئانیه می خواند یا به حافظه منتقل می کند.
نوع سنسورهای پشتیبانی کننده : به طور معمول هر دیتالاگری سنسورها و مبدل های خاصی را پشتیبانی می کند به عنوان مثال یک دیتالاگر شاید بتواندسنسورهای حرارتی را پشتیبانی نماید اما قادر به پشتیبانی ترموکوپل ها نباشد.
پردازش داده های جمع آوری شده : معمولاً هر دیتالاگر نرم افزاری دارد که قابلیت مشاهده نمودارهای به دست آمده از سنسورها در هنگام نمونه برداری را می دهد.
مدت زمان ثبت اطلاعات : از پارامترهای مهم یک دیتالاگر توانایی ثبت اطلاعات برای مدت زمان طولانی است. سیستم های دیتالاگر باید دارای رسانه های ذخیره سازی در حجم های بالا و مصرف انرژی کم باشند.