به عنوان متخصص در کنترل صنعتی، احتمالاً با پروتکل ارتباطی Modbus آشنا هستید. مسلماً پرکاربردترین پروتکل ارتباطی در زمینه اتوماسیون صنعتی است. باز بودن، مقیاس پذیری و استاندارد بودن آن را به یک استاندارد صنعتی جهانی تبدیل کرده است.
من معتقدم که مزایای پروتکل Modbus ناگفته نماند. هدف این مقاله در درجه اول بحث در مورد معایب پروتکل Modbus است.
هر چیزی دو طرف دارد و هر پروتکل کاستی هایی دارد. این واقعیت که Modbus دارای اشکالاتی است به این معنی نیست که پروتکل بدی است. امیدوارم همه به این موضوع منطقی نگاه کنند.
1. محدودیت در مقدار داده های قابل خواندن
نمودار زیر فرمت داده برای کد تابع پروتکل Modbus RTU 03 را نشان می دهد:
همانطور که در شکل نشان داده شده است، تعداد داده (تعداد بایت) بازگردانده شده توسط ایستگاه برده تنها یک بایت است.
از آنجایی که تعداد بایت تنها یک بایت را اشغال می کند، هنگام خواندن رجیسترهای ورودی/نگهداری، حداکثر 127 ثبات را می توان در یک زمان خواند. در برنامه هایی با حجم داده های بسیار زیاد، خواندن های متعدد برای بازیابی همه داده ها مورد نیاز است که به طور اجتناب ناپذیری کارایی ارتباط را کاهش می دهد.
2. عدم پشتیبانی برای نوشتن به بیت های ثبت فردی
در میان هشت کد تابع Modbus که معمولاً مورد استفاده قرار میگیرند، هیچ تابع خاصی برای نوشتن روی بیتهای جداگانه در یک ثبات وجود ندارد. بنابراین، هنگامی که ما نیاز به تنظیم یا پاک کردن یک بیت خاص در یک ثبات داریم، این فرآیند بسیار دشوار می شود.
به طور کلی دو رویکرد برای رسیدگی به این موضوع وجود دارد:
رویکرد اول: ابتدا باید مقدار رجیستر را بخوانیم، سپس بیت خاصی از آن مقدار را دستکاری کنیم و در نهایت مقدار اصلاح شده را دوباره بنویسیم. انجام این کار به دو رفت و برگشت- نیاز دارد و از منظری خاص، ایمن نیست.
رویکرد دوم: میتوانیم یک بیت را بهعنوان یک ثبات جداگانه در نظر بگیریم، که در آن نوشتن 1 نشاندهنده True و نوشتن 0 نشاندهنده False است. این روش را می توان در یک تعامل انجام داد، اما مقدار قابل توجهی از فضای حافظه را هدر می دهد.
پروتکل Modbus در سال 1979 ایجاد شد و اکنون در ده ها هزار دستگاه استفاده می شود. من معتقدم که مخترعان آن مطمئناً از این مسائل آگاه بودند، اما نتوانستند یک راه حل واحد را پیاده سازی کنند.
شاید روزی پروتکل Modbus بتواند این دو مشکل را حل کند...
برخی ممکن است استدلال کنند که پروتکل Modbus دارای آسیب پذیری های امنیتی است. با این حال، به عنوان یک پروتکل طراحی شده برای کاربردهای صنعتی، هدف اصلی آن تسهیل تبادل داده است. در محیط آفلاین، اگر حمله ای صورت نگیرد، ضرری ندارد.