Modbus è un protocollo di comunicazione, creato nel 1979 da Modicon (ora Schneider Electric), utilizzato nella Smart Industry, in particolare nelle reti di PLC. È il protocollo di riferimento utilizzato da un sistema SCADA, di controllo e acquisizione dati. Lo SCADA elabora una grande quantità di dati per controllare a distanza le apparecchiature industriali.
Per inviare i dati al sistema SCADA, a volte è necessario formattarli in Modbus. In questo caso si utilizzano i gateway Modbus.
Gli SCADA sono gli HMI di sistemi automatizzati come linee di produzione, bracci robotici, ecc.
Poiché la maggior parte di questi dispositivi, tra cui contatori di energia, inverter, relè intelligenti e controllori ATS, supportano i protocolli Modbus RTU per la loro semplicità, l’interoperabilità può essere un problema in quanto i sistemi SCADA utilizzano solitamente protocolli basati su Ethernet come Modbus TCP. Nelle applicazioni di monitoraggio dell’energia, oltre alla sfida della conversione da Modbus RTU/ASCII a Modbus TCP, anche l’implementazione di dispositivi su larga scala aumenta le difficoltà dell’IS.
Per superare il problema dell’interoperabilità, i gateway che convertono facilmente Modbus TCP in Modbus RTU e viceversa sono le soluzioni più convenienti. Inoltre, se si vuole affrontare anche l’implementazione di dispositivi su larga scala, i gateway Modbus con più porte seriali (8 o 16 porte, ad esempio) sono la soluzione migliore.
Modalità “trasparente“
Nelle applicazioni mission-critical su larga scala, dove ogni millisecondo conta, i sistemi SCADA non possono permettersi di aspettare che i dispositivi di campo inviino la loro risposta a richieste di acquisizione dati simultanee, una alla volta. Non è raro che i sistemi SCADA sperimentino un enorme ritardo tra la lettura del primo e dell’ultimo dispositivo, poiché la comunicazione in modalità trasparente – lo standard di mercato per i gateway Modbus – gestisce richieste e risposte simultanee una alla volta. La riduzione dei tempi di lettura ottimizzerà senza dubbio le operazioni e alleggerirà il carico di lavoro degli IS.
Il bello della modalità agente
La costruzione di un nuovo sistema è un modo per ridurre i tempi di scansione. La chiave del successo di un sistema di nuova concezione è un gateway che migliora le prestazioni di un sistema SCADA, aumenta la flessibilità della progettazione di un programma SCADA e consente una facile configurazione. I gateway che supportano la comunicazione in modalità agente e hanno un’alta densità di porte multiple possono raggiungere questi obiettivi. La modalità agente, progettata per superare gli svantaggi della modalità trasparente, consente a ciascun lato del gateway di comunicare indipendentemente dall’altro. Da un lato, ogni porta seriale del gateway agisce come master Modbus RTU, interrogando attivamente gli slave Modbus RTU, come i contatori di energia; dall’altro, il gateway agisce come server Modbus TCP, interrogato dal sistema SCADA. Una caratteristica molto importante dei gateway che supportano la modalità agente è una memoria interna che facilita il recupero continuo dei dati.
Vantaggi della modalità agente
La comunicazione in modalità agente offre una serie di vantaggi. Dal punto di vista di un sistema SCADA, il tempo di scansione è molto più veloce rispetto alla comunicazione in modalità trasparente. Solo la durata della richiesta Modbus TCP e della risposta Modbus TCP costituiscono il tempo di scansione, poiché il sistema SCADA non deve attendere la parte Modbus RTU del processo di polling.
Un altro vantaggio è che la modalità agente consente di trasferire tutti i dati generati dai dispositivi in pochi pacchetti. Dal punto di vista del sistema SCADA, il gateway rappresenta un database che fornisce le informazioni richieste. Nella sua funzionalità Modbus RTU, ogni porta seriale del gateway interroga attivamente i vari contatori per recuperare i dati dai loro vari registri. I dati raccolti vengono memorizzati in modo permanente nella memoria interna del gateway. È sufficiente un canale TCP per trasferire i dati richiesti in pochi pacchetti, invece di definire tonnellate di comandi in SCADA, che rendono più complessa la configurazione.
Per qualsiasi IS, la facilità di integrazione è sempre una priorità assoluta. In modalità agente, il gateway, in qualità di master RTU, può implementare molti comandi Modbus. Per risparmiare tempo nella configurazione, alcune marche di gateway supportano i file CSV (comma-separated value), che possono essere facilmente configurati e importati nel gateway utilizzando MS Excel. Si tratta di un vantaggio significativo, soprattutto per le installazioni su larga scala.
Fonte Partner Moxa – Speed Up Your SCADA Performance with Modbus Gateways
