جوهر بروتوكول Modbus هو بروتوكول Modbus، حيث يتبادلان البيانات عبر عنوان سجل Modbus. ولكن ما الفرق بينهما؟ سنتناول هذا الموضوع اليوم من الجوانب التالية.

1. المفاهيم

مودبوس هو بروتوكول قياسي لتبادل بيانات التحكم الصناعي، والذي يمكن استخدامه لنقل بيانات البروتوكول بشكل متبادل في RTU و ASCII و TCP/IP. وحدة التحكم عن بعد (RTU) تقوم وحدة المحطة الطرفية البعيدة (Remote Terminal Unit) بنقل البيانات مباشرة في شكل ثنائي من خلال الاتصال التسلسلي، مثل RS-485، مما يوفر كفاءة عالية وتكاليف تشغيل منخفضة. ASCII يقوم هذا الوضع بتحويل كل بايت من البيانات إلى حرفين من أحرف ASCII، مما يسهل قراءتها من قبل الإنسان، ولكن على حساب انخفاض الكفاءة. من ناحية أخرى، Modbus TCP يقوم بتضمين بيانات بروتوكول Modbus في حزم TCP لنقلها عبر شبكات TCP/IP.

2. أنماط الاتصال

يُستخدم بروتوكول Modbus TCP في شبكة الإيثرنت، بينما يُستخدم بروتوكول Modbus RTU أو Modbus ASCII في نقل البيانات التسلسلي غير المتزامن، والذي يدعم وسائط متعددة مثل RS-232 وRS-422 وRS-485 السلكية، والألياف الضوئية، واللاسلكية. أما شبكة تمرير الرموز عالية السرعة، المستخدمة في أنظمة Modicon الخاصة، فتُستخدم فيها بروتوكول Modbus PLUS.

3. تغليف البروتوكول

بالمقارنة مع بروتوكول Modbus RTU، يضيف بروتوكول Modbus TCP ماجستير إدارة الأعمال (بروتوكول تطبيق Modbus) رأس بروتوكول RTU. بما أن TCP يعتمد على خدمة اتصال موثوقة، فإن رمز التحقق من CRC لم يعد استخدام رمز التحقق من التكرار الدوري (CRC) في بروتوكول Modbus TCP ضروريًا في بروتوكول RTU للكشف عن الأخطاء. لذلك، لا يتضمن بروتوكول Modbus TCP رمز التحقق من التكرار الدوري (CRC).

إحدى الطرق الشائعة لوصف هذا الاختلاف هي القول بأن بروتوكول Modbus TCP هو في الأساس بروتوكول Modbus RTU مع إضافة رأس MBAP في البداية وإزالة بايتَي رمز التحقق CRC في النهاية..

4. الأدوار في التواصل

ال Modbus RTU يُسهّل هذا البروتوكول الاتصال بين وحدات التحكم، وبين وحدات التحكم والأجهزة الأخرى، عبر قنوات الاتصال التسلسلي مثل RS-232 وRS-485. ويُستخدم على نطاق واسع في البيئات الصناعية التي تتطلب اتصالاً موثوقاً وفعالاً عبر مسافات قصيرة إلى متوسطة.

ال Modbus TCP من ناحية أخرى، يُستخدم بروتوكول TCP/IP للاتصال عبر شبكات الإيثرنت. فهو يُغلّف بيانات بروتوكول Modbus ضمن حزم TCP/IP، مما يسمح للأجهزة بالاتصال عبر الشبكات المحلية (LAN) أو الشبكات الواسعة (WAN). يعمل Modbus TCP على مستوى التطبيق، مستفيدًا من إمكانيات الإرسال الموثوقة لمجموعة بروتوكولات TCP/IP.

5. الإرسال

تطبيق Modbus RTU يُعدّ بروتوكول Modbus RTU محدودًا نظرًا لقصر مسافة الإرسال وبطء السرعة. يُستخدم عادةً في بيئات لا تتجاوز فيها مسافة الاتصال بضع مئات من الأمتار، وتكون متطلبات السرعة متواضعة، حيث تتراوح معدلات نقل البيانات النموذجية بين 9600 و115200 بت في الثانية. على الرغم من هذه القيود، لا يزال Modbus RTU شائعًا في أنظمة التحكم الصناعية نظرًا لبساطته وموثوقيته وفعاليته من حيث التكلفة.

في المقابل، Modbus TCP يُستخدم بروتوكول Modbus TCP على نطاق واسع لقدرته على نقل البيانات لمسافات طويلة وبسرعات عالية. فباستخدام بروتوكولي Ethernet وTCP/IP، يُمكن لبروتوكول Modbus TCP نقل البيانات عبر مسافات أكبر بكثير، تصل فعليًا إلى مسافات غير محدودة عند استخدام أجهزة التوجيه والمحولات، وبسرعات أعلى بكثير، تصل غالبًا إلى مئات الميغابت في الثانية (Mbps). هذه المزايا تجعل Modbus TCP مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب نطاقًا تردديًا عاليًا وشبكات اتصالات واسعة النطاق.

6. التطبيقات

ال Modbus RTU يُستخدم هذا البروتوكول بشكل أساسي في أنظمة الأتمتة الكهربائية والتحكم في العمليات، ويعتمد عمومًا على واجهات الاتصال RS-232 أو RS-485. وتُستخدم هذه الواجهات على نطاق واسع في البيئات الصناعية، حيث توفر اتصالًا موثوقًا به لمسافات قصيرة.

ال Modbus TCP يُستخدم هذا البروتوكول بشكل أساسي على الإنترنت أو على الشبكات الداخلية. وهو يستفيد من شبكات الإيثرنت وTCP/IP لتسهيل الاتصال بين الأجهزة عبر الشبكات المحلية (LAN) أو الشبكات الواسعة (WAN)، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب نطاقًا تردديًا عاليًا واتصالًا لمسافات طويلة.