Es gibt zwei Haupttypen von Modbus-Protokollen: Modbus TCP/IP, das für Netzwerke verwendet wird, die über das TCP/IP-Protokoll laufen, und Modbus RTU, das für die serielle Kommunikation verwendet wird. Beide dienen der gleichen Funktion, sind aber für ihr jeweiliges Kommunikationsmedium optimiert.
Modbus TCP/IP vs Modbus RTU
Während TCP/IP eher für Netzwerkanwendungen geeignet ist und eine schnellere Datenübertragung über größere Entfernungen ermöglicht, wird RTU wegen seiner Einfachheit und Zuverlässigkeit bei der seriellen Kommunikation bevorzugt.
Modbus RTU
Modbus RTU (Remote Terminal Unit) ist eine der gebräuchlichsten Implementierungen des Modbus-Protokolls, das für die serielle Kommunikation konzipiert ist und in industriellen Umgebungen für den Anschluss elektronischer Geräte weit verbreitet ist. Im Gegensatz zu Modbus TCP/IP, das für die Kompatibilität mit Ethernet- und TCP/IP-Netzwerken ausgelegt ist, ist Modbus RTU speziell auf serielle Geräte und Verbindungen wie RS-485 und RS-232 zugeschnitten.
Modbus RTU ist ein binäres Protokoll, das einen einfachen und effizienten Weg für Geräte, oft Slaves genannt, zur Kommunikation mit einem Steuergerät, dem Master, bietet. Es handelt sich um ein synchrones Protokoll, da jedes 8-Bit-Byte in einer Nachricht nacheinander gesendet und von einem Start- und Stoppbit eingerahmt wird. Diese einfache Struktur erhöht vor allem die Geschwindigkeit der Datenübertragung, was es für Echtzeitanwendungen sehr effektiv macht.
Modbus TCP/IP
Modbus TCP/IP ist eine Erweiterung des traditionellen Modbus-Protokolls, die es ermöglicht, die Modbus-Kommunikation über ein TCP/IP-Netzwerk abzuwickeln. Diese Anpassung bewahrt nicht nur die Einfachheit und Zuverlässigkeit des ursprünglichen (seriellen) Modbus-RTU-Protokolls, sondern ermöglicht auch die Integration in moderne Netzwerkarchitekturen, wodurch es sich besser für groß angelegte und internetbasierte Anwendungen eignet.
Grundsätzlich verwendet Modbus TCP/IP das gleiche Modell wie der klassische Modbus, nämlich ein Client-Server- (oder Master-Slave-) Modell. Im Gegensatz zu Modbus RTU, das Daten über serielle Verbindungen überträgt, geschieht dies bei Modbus TCP/IP jedoch über TCP/IP-Netzwerke. Das bedeutet, dass es Ethernet-Verbindungen nutzen und über das Internet weitergeleitet werden kann.
Modbus ASCII
Modbus ASCII (American Standard Code for Information Interchange) ist eine weitere Variante des Modbus-Protokolls für die serielle Kommunikation, die Daten als ASCII-Zeichen kodiert, im Gegensatz zu Modbus RTU, das Daten binär kodiert. Modbus ASCII ist besonders nützlich in Umgebungen, in denen Datentransparenz und Lesbarkeit Vorrang vor der Geschwindigkeit der Datenübertragung haben.
Modbus ASCII stellt jedes Datenbyte als zwei ASCII-Zeichen dar, was die Größe des Nachrichtenpakets erhöht, aber die Überwachung und Fehlersuche erleichtert, da der Inhalt des Pakets gelesen werden kann, ohne dass eine spezielle Software zur Dekodierung erforderlich ist. Dies kann insbesondere bei der Fehlersuche und in Schulungsumgebungen von Vorteil sein, wo das Verständnis des Datenflusses zu einer schnelleren Diagnose von Problemen beitragen kann.