Como profissionais de controle industrial, vocês provavelmente estão familiarizados com o protocolo de comunicação Modbus. É sem dúvida o protocolo de comunicação mais utilizado na área de automação industrial. Sua abertura, escalabilidade e padronização tornaram-no um padrão industrial universal.
Acredito que as vantagens do protocolo Modbus são óbvias. O objetivo deste artigo é principalmente discutir as desvantagens do protocolo Modbus.
Tudo tem dois lados e todo protocolo tem suas deficiências. O fato de o Modbus ter desvantagens não significa que seja um protocolo ruim; Espero que todos vejam isso de forma racional.
1. Limitações na quantidade de dados que podem ser lidos
O diagrama a seguir ilustra o formato de dados para o código de função 03 do protocolo Modbus RTU:
Conforme mostrado na figura, a contagem de dados (contagem de bytes) retornada pela estação escrava é de apenas um byte.
Como a contagem de bytes ocupa apenas um byte, ao ler registros de entrada/retenção, um máximo de 127 registros podem ser lidos por vez. Em aplicações com volumes de dados muito grandes, são necessárias múltiplas leituras para recuperar todos os dados, o que inevitavelmente reduz a eficiência da comunicação.
2. Falta de suporte para gravação em bits de registro individuais
Entre os oito códigos de função Modbus comumente usados, não existe uma função específica para escrever em bits individuais dentro de um registro. Portanto, quando precisamos definir ou limpar um bit específico em um registrador, o processo se torna bastante complicado.
Geralmente, existem duas abordagens para lidar com isso:
Primeira abordagem: devemos primeiro ler o valor do registrador, depois manipular um bit específico desse valor e, finalmente, escrever de volta o valor modificado. Isso requer duas viagens-de ida e volta para ser concluído e, de uma certa perspectiva, não é seguro.
A segunda abordagem: podemos tratar um único bit como um registro separado, onde escrever 1 representa Verdadeiro e escrever 0 representa Falso. Este método pode ser realizado em uma única interação, mas desperdiça uma quantidade significativa de espaço de memória.
O protocolo Modbus foi criado em 1979 e hoje é usado em dezenas de milhares de dispositivos. Acredito que os seus inventores estavam certamente conscientes destas questões, mas não foram capazes de implementar uma solução unificada.
Talvez um dia o protocolo Modbus consiga resolver esses dois problemas...
Alguns podem argumentar que o protocolo Modbus apresenta vulnerabilidades de segurança. No entanto, como um protocolo concebido para aplicações de campo industrial, o seu objectivo principal é facilitar a troca de dados. Em um ambiente offline, não há mal nenhum se não houver ataque.