25
เรื่อง MODBUS จัดทำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต รหัสนักศึกษำ 56010002 นำงสำวเบญจวรรณ วันดี รหัสนักศึกษำ 56010706 นำงสำวมำริษำ ทองประไพ รหัสนักศึกษำ 56010977 นำงสำวสิริธร อัมพวันวงศ์ รหัสนักศึกษำ 56011323 นำงสำวอภิชญำ รสมำลำ รหัสนักศึกษำ 56011405 เสนอ ผศ.ดร. นรินทร์ ธรรมรักษ์วัฒนะ ภำควิชำวิศวกรรมกำรวัดคุม สำขำวิชำวิศวกรรมกำรวัดคุม คณะวิศวกรรมศำสตร์ สถำบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้ำเจ้ำคุณทหำรลำดกระบัง

MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

  • Upload
    others

  • View
    9

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

เรอง MODBUS

จดท ำโดย

นำงสำวกชกร ผองจต รหสนกศกษำ 56010002

นำงสำวเบญจวรรณ วนด รหสนกศกษำ 56010706

นำงสำวมำรษำ ทองประไพ รหสนกศกษำ 56010977

นำงสำวสรธร อมพวนวงศ รหสนกศกษำ 56011323

นำงสำวอภชญำ รสมำลำ รหสนกศกษำ 56011405

เสนอ

ผศ.ดร. นรนทร ธรรมรกษวฒนะ

ภำควชำวศวกรรมกำรวดคม สำขำวชำวศวกรรมกำรวดคม

คณะวศวกรรมศำสตร สถำบนเทคโนโลยพระจอมเกลำเจำคณทหำรลำดกระบง

Page 2: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

I

ค ำน ำ

รายงานฉบบนเปนสวนหนงของวชา Industrial data communication and

networks (01066721) จดท าขนเพอศกษาการสอสารขอมลดวย MODBUS Protocol ซง

เนอหาในรายงานฉบบนเปนแนวทางในการสอสารระหวางคอมพวเตอร โดยใช MODBUS

ซงโปรโตคอลแบบอนกรมเพอใชในการสอสารขอมลกบอปกรณอเลกทรอนกส ท าใหเขาใจ

ถงการศกษารายละเอยดทจ าเปนตอการสอสารขอมลมากยงขน

หากรายงานฉบบนผดพลาดประการใด ทางผจดท าขออภยไว ณ ทนดวย

คณะผจดท า

Page 3: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

II

สำรบญ

หนำ

ค าน า ............................................................................................................................. I

สารบญ .......................................................................................................................... II

การสอสารขอมล ........................................................................................................... 1

องคประกอบพนฐานของระบบสอสารขอมล .................................................................. 1

โปรโตคอล (Protocol) .................................................................................................. 3

ประเภทของ Protocol.................................................................................................. 3

องคประกอบหลกของโปรโตคอล ....................................................................................6

MODBUS Protocol ..................................................................................................... 7

หลกการ Master/Slave ของ Modbus ........................................................................ 8

ไดอะแกรมสถานะของ Master/Slaves……………………………………………………………….. 10

การสงขอมลแบบอนกรม…………………………………………………………………………………….. 11

Modbus RTU…………………………………………………………………………………………………… 11

➢ RS 232………………………………………………………………………………………………….. 13

➢ RS 422………………………………………………………………………………………………….. 14

➢ RS 485………………………………………………………………………………………………….. 15

MODBUS ASCII………………………………………………………………………………………………… 16

MODBUS TCP/IP……………………………………………………………………………………………… 17

Real Time Streaming Protocol (RTSP)…………………………………………………………... 19

องคประกอบพนฐานระบบสตรมมงมเดย………………………………………………………………. 21

เอกสารอางอง……………………………………………………………………………………………………. 22

Page 4: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

1

กำรสอสำรขอมล

การสอสารขอมล หมายถง การโอนถาย (Transmission) ขอมลหรอการแลกเปลยนขอมล

ระหวางตนทางกบปลายทาง โดยใชอปกรณทางอเลกทรอนกสหรอเครองคอมพวเตอร ซงมตวกลาง

เชน ซอฟตแวรคอมพวเตอรส าหรบควบคมการสงและการไหลของขอมลจากตนทางไปยงปลายทาง

นอกจากนอาจจะมผรบผดชอบในการก าหนดกฎเกณฑในการสงหรอรบขอมลตามรปแบบทตองการ

รปท 1 แสดงการโอนถายการการแลกเปลยนขอมล

องคประกอบพนฐำนของระบบสอสำรขอมล

การสอสารขอมลทางอเลกทรอนกสนน จะท าไดกตอเมอมองคประกอบตาง ๆ ดงตอไปน

1. ผสงหรออปกรณสงขอมล (Sender)

ขอมลตางๆ ทอยตนทางจะตองจดเตรยมน าเขาสอปกรณส าหรบสงขอมล ซงไดแก

เครองพมพ หรออปกรณควบคมตาง ๆ จานไมโครเวฟ จานดาวเทยม ซงขอมลเหลานนถก

เปลยนใหอยใน รปแบบทสามารถสงขอมลนนไดกอน

2. ผรบหรออปกรณรบขอมล (Receiver)

ขอมลทถกสงจากอปกรณสงขอมลตนทาง เมอไปถงปลายทางกจะมอปกรณส าหรบ

รบขอมลเหลานนเพอน าไปใชประโยชนตอไป อปกรณเหลานไดแก เครองพมพ คอมพวเตอร

จานไมโครเวฟ จานดาวเทยม ฯลฯ

3. โปรโตคอล (Protocol)

โปรโตคอล คอ กฎระเบยบ หรอวธการใชเปนขอก าหนดส าหรบการสอสาร เพอให

ผรบและผสงเขาใจกนได ซงมหลายชนดใหเลอกใช เชน TCP/IP, X.25, SDLC เปนตน

Page 5: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

2

4. ซอฟตแวร (Software)

การสงขอมลผานคอมพวเตอรจ าเปนตองมโปรแกรมส าหรบด าเนนการ และควบคม

การสงขอมลเพอใหไดขอมลตามทก าหนดไว ไดแก Novell’s Netware, UNIX, Windows

NT, Windows 2003 ฯลฯ

5. ขาวสาร (Message)

เปนรายละเอยดซงอยในรปแบบตาง ๆ ทจะสงผานระบบการสอสาร ซงมหลาย

รปแบบดงน

➢ ขอมล (Data) เปนรายละเอยดของสงตาง ๆ ซงถกสรางและจดเกบดวย

คอมพวเตอร มรปแบบแนนอน เชน ขอมลเกยวกบบคคล ขอมลเกยวกบ

สนคา เปนตน ขอมลสามารถนบจ านวนไดและสงผานระบบสอสารไดเรว

➢ ขอความ (Text) อยในรปของเอกสารหรอตวอกขระ ไมมรปแบบทแนนอน

ชดเจนนบจ านวนไดคอนขางยาก และมความสามารถในการสงปานกลาง

➢ รปภาพ (Image) เปนขาวสารทอยในรปของภาพกราฟกแบบตาง ๆ ไดแก

รปภาพนง ภาพเคลอนไหว ภาพวดโอ ซงขอมลชนดนจะตองอาศยสอ

ส าหรบเกบ และใชหนวยความจ าเปนจ านวนมาก

➢ เสยง (Voice) อยในรปของเสยงพด เสยงดนตร หรอเสยงอน ๆ ขอมลชนด

นจะกระจดกระจาย ไมสามารถวดขนาดทแนนอนได การสงจะท าไดดวย

ความเรว คอนขางต า

6. ตวกลาง (Medium)

เปนตวกลางหรอสอกลางทท าหนาทน าขาวสารในรปแบบตาง ๆ จากผสงหรอ

อปกรณสงตนทางไปยงผรบ หรออปกรณรบปลายทาง ซงมหลายรปแบบไดแก สายไป

ขดลวด สายเคเบล สายไฟเบอรออพตก ตวกลางอาจจะอยในรปของคลนทสงผานทางอากาศ

เชน คลนไมโครเวฟ คลนดาวเทยม หรอคลนวทย เปนตน

➢ สายสญญาณชนดตางๆ เชน สายโทรศพท สายเคเบล เสนใยแกวน าแสง

เปนตน

➢ คลนสญญาณชนดตางๆ เชน คลนวทย คลนไมโครเวฟ คลนแสง คลน

อนฟราเรด เปนตน

➢ อปกรณเสรมชนดตางๆ เชน เสาอากาศวทย เสาอากาศโทรศพท

ดาวเทยม โมเดม เปนตน

Page 6: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

3

รปท 2 แสดงระบบสอสารขอมล

โปรโตคอล (Protocol)

โปรโตคอล คอ ขอก าหนดหรอขอตกลงในการสอสารระหวางคอมพวเตอร ทงวธการสงและ

รบขอมล วธการตรวจสอบขอผดพลาดของการสงและรบขอมล การแสดงผลขอมลเมอสงและรบกน

ระหวางเครองสองเครอง หรอภาษาสอสารทใชเปนภาษากลางในการสอสารระหวางคอมพวเตอร

ดวยกน การทเครองคอมพวเตอรทถกเชอมโยงกนไวในระบบจะสามารถตดตอสอสารกนไดนน จ าเปน

จะตองมการสอสารทเรยกวา โปรโตคอล (Protocol) เชนเดยวกบคนเราทตองมภาษาพดเพอให

สอสารเขาใจกนได

โปรโตคอลเปรยบเหมอนกบภาษาสากลของคอมพวเตอร ซงจะท าใหการสอสารและตดตอ

ระหวางคอมพวเตอรแตละเครองเชอมโยงกนไดอยางสะดวก ไมวาเครองคอมพวเตอรทเชอมถงกนจะ

เปนคอมพวเตอรรนเดยวกนหรอเปลา ในระบบเครอขายโปรโตคอลมความส าคญมากเพราะเปน

เหมอนภาษาและสอกลางทท าใหคอมพวเตอรในเครอขายสามารถตดตอถงกนไดหมดไมวาเครอขาย

นนจะมลกขายมากมายเทาไรกตาม โปรโตคอลมความส าคญมากในการสอสารบนเครอขาย หากไมม

โปรโตคอลแลว การสอสารบนเครอขายจะไมสามารถเกดขนได

ประเภทของ Protocol

โปรโตคอล (Protocol) มอยหลากหลายประเภทดวยกนแตทเหนและใชงานกนบอยและมความส าคญ

กมอยไมกประเภท ดงตอไปน

1. Protocol HTTP หรอ Hypertext Transfer Protocol

คอ โปรโตคอลหลกในการใชงาน World Wide Web โดยมจดประสงคเพอเปน

ชองทางส าหรบเผยแพรและแลกเปลยนภาษา HTML (Hyper Text Markup Language) ใช

Page 7: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

4

รองขอหรอตอบกลบระหวางเครองลกขาย ทใชโปรแกรมคนดเวบกบเครองแมขาย (web

server) โดยท างานอยบนโปรโตคอลทซพ (Transfer Control Protocol : TCP) ซงจะพบ

เหนไดทกครงเวลาเขาเวบไซต โดยจะพมพ http://

2. Protocol TCP/IP หรอ Transfer Control Protocol/Internet Protocol

คอ โปรโตคอลทใชในการสอสารในระบบอนเทอรเนต โดยมการระบผรบ-ผสงใน

เครอขาย และแบงขอมลออกเปนแพกเกตสงผานไปทางอนเทอรเนต ซงหากการสงขอมลเกด

ความผดพลาดจะมการรองขอใหสงขอมลใหม ซงโปรโตคอลนแยกออกไดมาเปน โปรโตคอล

TCP และโปรโตคอล IP

3. Protocol SMTP หรอ Simple Mail Transfer Protocol

คอ โปรโตคอลส าหรบสงไปรษณยอเลกทรอนกส (electronic mail) หรออเมล

(Email) ไปยงจดหมายปลายทาง

4. Protocol FTP หรอ File Transfer Protocol

คอ โปรโตคอลทใชในการการโอนยายแฟมระหวางกน จะใชงานบอยในการอพโหลด

ไฟลขน Server

5. Protocol NNP หรอ Network News Transfer Protocol

คอ โปรโตคอลในการโอนยายขาวสารระหวางกน

6. Protocol ICMP หรอ Internet Control Message Protocol

คอ โปรโตคอลทใชในการสอบถามขอมลขาวสารระหวางกน

7. Protocol POP3 (Post Office Protocol 3)

คอ โปรโตคอลทใชในการรบอเมลจากเซรฟเวอร โดยมงเนนใหในการอานอเมลแบบ

Offline โดยใหผใชโหลดอเมลมาเกบไว และอานไดในภายหลง โดยไมตองเชอมตอกบ

อนเทอรเนต

8. Protocol DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

คอ โปรโตคอลทใชในเครอขายคอมพวเตอรทท างานแบบแมขาย-ลกขาย

9. Protocol IMAP (Internet Message Access Protocol)

คอ โปรโตคอลทใชในการรบอเมลจากเซรฟเวอร โดยมงเนนใหในการอานอเมลแบบ

Online ซงแตกตางจาก Protocol POP3 ทมงเนนในการอานอเมลแบบ Offline

Page 8: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

5

10. บลทธ (Bluetooth)

คอ โปรโตคอลทใชคลนวทยความถ 2.4 GHz ในการรบสงขอมล คลายกบระบบแลน

ไรสาย เพอใหผใชงานคอมพวเตอรสามารถตดตอสอสารกบอปกรณตอพวงไรสาย เชน

เครองพมพ เมาส คยบอรด โทรศพทเคลอนท หฟง เขาดวยกนไดสะดวก

จากการใชงานในชวตประจ าวนจะพบวาทอยเวบไซตทอยดานบนของเวบเบราวเซอรตางๆ

ไมวาจะเปน โปรแกรม Google, Chrome, Firefox หรอแมแต Internet Explorer ทเวลาจะเขา

เวบไซต กจะตองพมพค าวา http://www.example.com ซงบางครงกพมพ http:// บางครงกไมม

ถามวามนแตกตางกนมากนอยเพยงใด อยางไรบาง ค าตอบคอ ไมไดแตกตางเลย การใส http:// เขา

ไปหมายถงเราตองการทจะรบสงขอมลในรปแบบการเปดเวบไซตทวๆ ไปนนเอง โดย http หรอ HTTP

ยอมาจากค าวา “Hypertext Transfer Protocol”

ค าวา โปรโตรคอล หมายถงรปแบบการรบสงขอมลบนอนเทอรเนต เหมอนอนเทอรเนตทเรา

เชอมตอตามบานอยาง ADSL (สายทองแดง 2 เสนท าหนาทสงของมลสายโทรศพท อยในชน

Physical) กคอถนน แลว Protocol (อยในชน Data Link) คอ เลน (Lane) นนเอง ถนนเสนหนงม

หลากหลายเลน ในสวนของ http:// (พอรต 80) กคอเลน หนงทอยบนถนนนนเอง สวนเลนอนๆ กม

อกมากมายอาทเชน ftp:// (พอรต 20 รบสงขอมล พอรต 21 รบสงค าสง) ยอมาจากค าวา “File

Transfer Protocol” เอาไวใชรบสงไฟล (ดาวนโหลด และ อพโหลดไฟล) ไดอยางมประสทธภาพ

มากกวา กถอเปนอกหนงเลนบนถนนเสนน

รปท 3 แสดงรปแบบการรบสงขอมลบนอนเทอรเนต

Page 9: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

6

หากตองการจะสงอเมล จากเครองคอมพวเตอรคณออกไปยงโลกภายนอก โดยผาน

โปรแกรมรบสงอเมล ทวๆ ไปอยาง MS Outlook จะตองใช Protocol คอ SMTP (พอรต 25) หรอท

ยอมาจากค าวา Simple Mail Transfer Protocol อนนเปนขาออก แตหากพดถงขาเขา เมอมคนสง

อเมลเขากลบมาหา ขณะทยงไมไดเปด อเมลจะถกเกบเอาไวท กลองจดหมาย (Inbox)

กลองจดหมายจะถกเกบเอาไวทเครองเซรฟเวอรของผใหบรการอเมล (โดยมากจะรวมอยกบ

ผใหบรการเวบโฮสตงดวย) โดยจะเกบเอาไวในโปรโตคอล ทชอวา POP ยอมาจากค าวา “Post Office

Protocol” รบสงขอมลกนโดยใชพอรต (พอรต 109 ส าหรบ POP เวอรชน 2 และ พอรต 110 ส าหรบ

POP เวอรชน 3)

องคประกอบหลกของโปรโตคอล จะประกอบไปดวย

➢ Syntax หมายถงรปแบบ (format) หรอโครงสราง (structure) ของขอมล ท าใหรวาขอมลท

สงมานนคออะไร เชน มขอมลถกสงมาเปนจ านวน 16 บต 8 บตแรกจะหมายถงแอดเดรสของ

ผสง 8 บตถดไปเปนแอดเดรสของผรบ เปนตน ถาไมมการก าหนดจะไมสามารถรไดเลยวาแต

ละบตทสงมานน คออะไร

➢ Semantics คอความหมายของขอมลทไดรบมา วาสงทรบมานนใชท าอะไร เนองจาก entity

เมอไดรบ syntax มาแลวจงสามารถรไดวาสงทรบมานนคออะไร แตไมรวาจะน าไปใชอยางไร

จงตองม Semantics เพอใหทราบวาสงทไดรบมานนใชท าอะไร เชน เมอไดรบบตตรวจสอบ

มาแลว แลวจงน าบตตรวจสอบไปตรวจสอบกบขอมลวาถกตองหรอไม

➢ Timing คอขอก าหนดของเวลาทใชในการรบ-สงขอมล เนองจากเอนตตแตละตวนนม

ความเรวในการรบ-สงขอมลไดไมเทากน เชน ตวหนงมความเรวในการรบขอมล 1 Mbps แต

อกตวหนงมความเรวในการสงขอมล 100 Mbps ตวทรบขอมลมความชากวาการสงขอมล ถา

ไมมโพรโตคอลแลวขอมลสวนใหญจะหายไป เนองจากตวรบไมสามารถรบขอมลไดทน

Page 10: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

7

MODBUS Protocol

โปรโตคอล MODBUS ไดรบการออกแบบโดยบรษท Modicon Systems (ปจจบนคอบรษท

Schneider Electric) ซงทางบรษทอนญาตใหผสนใจน าโปรโตคอลนไปใชไดโดยไมคดมลคา หรอ

MODBUS เปน Open Protocol แบบหนง โดย MODBUS เปนโปรโตคอลแบบอนกรมเพอสอสาร

ขอมลกบอปกรณอเลกทรอนกส ผผลตสนคานยมบรรจโปรโตคอล MODBUS นลงในสวนสอสารขอมล

ของอปกรณอเลกทรอนกสในปจจบนเพราะขอดในเรองความแมนย าถกตองของขอมลสง เนองจาก

MODBUS สามารถตรวจสอบความถกตองในการรบสงขอมลของตวเองได การใชงานในทางปฏบตไม

ยากเกนไป ผผลตอปกรณอเลกทรอนกส เชน Remote I/O, PLC, invertor, ระบบควบคมอณหภม

หรอแมกระทงมลตมเตอรคณภาพสงกเลอกใชโปรโตคอล MODBUS ในการสอสารขอมลในระบบ

โปรโตคอล Modbus เปนโปรโตคอลทมโครงสรางคอนขางงาย และอางองถง OSI เพยงไมกชน ดงนน

มนจงเปนทนยม โดยเฉพาะในอปกรณประเภท PLC และดจตอลมเตอร รวมทงระบบทตองการ

ความเรวสงในการตอบสนองเชน โรงผลตไฟฟา เปนตน นอกจากน MODBUS ยงสามารถรองรบและ

ใชงานรวมกบ Application จ าพวก SCADA และ HMI Software ไดอกดวย

ตวมาตรฐาน Modbus ประกอบดวยโปรโตคอลในระดบแอพลเคชน (OSI ชนท 7) ทใชการ

สอสารแบบไคลเอนต/เซรฟเวอร (Client/Server) ระหวางอปกรณทถกเชอมตอกบระบบบสของ

เครอขาย

รปท 4 แสดงเลเยอรทใชงานของModbus RTU และ TCP

โปรโตคอล Modbus ใชโครงสรางการสอสารแบบไคลเอนต/เซรฟเวอร โดยมโหมดการ

ท างานแบบ Request/Response หรอการรองขอและการตอบสนอง โดยไมมวธการควบคมการ

เขาถงสอ (Media Access Control) ทถกใชใน layer ท 2 โมเดลไคลเอนต/เซรฟเวอรมรปแบบเมส

เสจ (Message) อย 4 ชนดหลก จากมมมองของไคลเอนตและเซรฟเวอร

Page 11: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

8

➢ Modbus Request เมสเสจรองขอสงลงบนเครอขายทฝงไคลเอนตเพอทจะเรมตนท า

Transaction

➢ Modbus Confirmation เมสเสจตอบสนองเพอยนยนการท างานทฝงไคลเอนต

➢ Modbus Indication เมสเสจรองขอทถกรบทฝงเซรฟเวอร

➢ Modbus Response เมสเสจตอบสนองทถกสงจากเซรฟเวอร

การสงรบเมสเสจของโมเดลไคลเอนต/เซรฟเวอร จะถกใชเพอแลกเปลยนขอมลระหวางสอง

อปกรณ หรอระหวางซอฟตแวร เชน HMI/SCADA กบอปกรณทใชโปรโตคอล Modbus ในกรณททก

อยางเปนปกต ไคลเอนต (อปกรณทเปนมาสเตอร) จะเรมท าการรองขอขอมล ตวโปรโตคอล Modbus

สวนใหญจะท างานอยทชนท 7 จะสรางฟอรแมตขอมลทเรยกวา POU (Protocol Data Unit) ซง

ประกอบดวยรหสฟงกชน หรอ Function Code และขอมลทท าการรองขอ ณ ทระดบ OSI ชนท 2

ขอมล PDU จะถกเพมเตมจนเปน ADU (Application Data Unit) โดยการเพมฟลดทเกยวกบการ

ระบอปกรณ เชน หมายเลข Slave และ คาส าหรบใชในการตรวจสอบวาขอมลผดพลาด (Error

Detection) เซรฟเวอร (อปกรณ Slave) จะท างานตามค าขอและเรมตอบสนองการรองขอ

หลกกำร Master/Slave ของ Modbus

Modbus ทวงบนการสอสารแบบอนกรม หรอ Serial Communication จะมเพยงมาสเตอร

เพยงตวเดยวเทานนทเชอมตออยกบบสพรอมกบ Slave หลายตว แตสามารถมจ านวน Slave สงสด

อยท 247 การสอสารโดย Modbus จะตองเรมตนทตวมาสเตอรเสมอ ตว Slave จะไมสามารถ

ตอบสนองหรอสงขอมลใด ๆ ได ถาไมมการรองขอจากมาสเตอร และ ระหวาง Slave ดวยกนเองจะไม

มการสอสารระหวางกน

รปท 5 แสดงการสอสารขอมลในลกษณะ Master/Slave

Page 12: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

9

รปท 6 แสดงการสอสารขอมลในลกษณะ Master/Slave

มาสเตอรสามารถสงการรองขอไปยง Slave ได 2 วธดงตอไปน

1. โหมดยนคาสต (Unicast Mode)

ในโหมดนมาสเตอรจะใชแอดเดรสหรอหมายเลขแบบระบตว Slave หลงจากท

Slave รบและประมวลผลการรองขอ Slave จะตอบกลบโดยเฟรมจะมแอดเดรสของตวมน

ตอบกลบไปยงมาสเตอร ในโหมดนการสอสารจะม 2 เมสเสจ คอเมสเสจการรองขอจาก

มาสเตอร และเมสเสจการตอบสนองจาก Slave โดยทแตละเมสเสจตองมหมายเลขแอดเดรส

อยในชวงจาก 1 ถง 247 และไมซ ากนจงจะมความอสระจาก Slave ตวอน ๆ

2. โหมดบรอดคาสต (Broadcast Mode)

ในโหมดนมาสเตอรสามารถสงการรองขอไปยงทก Slave ในเวลาเดยวกน แตจะไมม

เมสเสจตอบกลบมาจาก Slave ใด ๆ การรองขอในโหมดนมกเปนค าสงประเภทเขยน ทก

Slave ตองยอมรบค าขอนส าหรบฟงกชนประเภทเขยน แอดเดรสหมายเลข 0 ถกใชใน

ก าหนดเมสเสจใหเปนเมสเสจบรอดคาสต

ไดอะแกรมสถำนะของ Master/Slaves (Master/Slaves State Diagram)

ในชน Data link ของ Modbus จะประกอบดวยสองสวนดงตอไปน

➢ โปรโตคอล Master/Slaves

➢ โหมดการสง (RTU และ ASCII)

Page 13: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

10

ไดอะแกรมสถำนะของมำสเตอร (Master State Diagram)

➢ สถานะวาง คอไมมการรองขอสถานะ หรอสเตทนจะเรมหลงจากเรมเปดใชงานอปกรณ

หลงจากทไดสงการรองขอ มาสเตอรจะออกจากสถานะวาง และจะไมสงการรองขอทสองใน

เวลาเดยวกน

➢ เมอการรองขอแบบยนคาสตไดถกสงไปยง Slaves มาสเตอรจะไปอยทสถานะรอการตอบ

กลบ และตวจบเวลาเพอรอการตอบสนองกจะเรมนบเวลาซงมนจะปองกนไมใหมาสเตอรรอ

การตอบกลบอยางไมมทสนสด เวลาในการรอการตอบสนองจะขนอยกบการตงคาของผใช

หรอผผลต

➢ เมอไดรบการตอบกลบ มาสเตอรจะตรวจสอบการตอบกลบ กอนทจะประมวลผลขอมล

ภายใน การตรวจสอบอาจจะตรวจเจอขอผดพลาดได ยกตวอยางการตอบกลบอาจจะมาจาก

Slaves ทไมไดถกรองขอ หรอมความผดพลาดในเฟรมทรบมา ในกรณทการตอบกลบมาจาก

ตว Slaves ทไมตองการ ตวจบเวลารอการตอบกลบกยงวงจบเวลารอตอไป ในกรณตรวจเจอ

ความผดพลาดในเฟรมอาจจะมการสงการรองขอซ าอกครง

➢ ถาไมมการตอบกลบ ตวจบเวลารอการตอบกลบจนหมดเวลา พรอมทงแจงความผดพลาดให

ระบบ แลวมาสเตอรจะเปลยนไปอยในสถานะวาง และสงการรองขอซ า จ านวนการสงซ าจะ

ขนอยกบการตงคาของผใชหรอผผลต

➢ เมอมการรองขอแบบบรอดคาสตสงลงบนบสจะตองไมมการตอบกลบใดใดจาก Slaves

ดงนนเวลาการรอจะขนอยกบมาสเตอรเพอรอใหทก Slaves ประมวลผลการรองขอลาสดจน

เสรจสน กอนทจะสงการรองขอใหม ระยะเวลาหนวงนถกเรยกวา Turnaround Delay

ดงนนมาสเตอรจะไปอยทสถานะรอการหนวงเวลาจ านวน 1 รอบทรานแซคชน กอนทจะ

กลบไปอยทสถานะวางและสงการรองขออน ๆ ตอไป

➢ ในโหมดยนคาสต ระยะเวลารอการตอบสนองตองนานเพยงพอส าหรบรอให Slaves

ประมวลผลการรองขอพรอมระยะเวลาในการสงการตอบรบ ในโหมดบรอดคาสตเวลา

Turnaround ตองนานเพยงพอส าหรบ Slaves ในการประมวลผลพรอมทงการรอรบการรอง

ขอใหม ดงนนเวลา Turnaround ตองสนกวาเวลาการรอการตอบสนองปกต โดยทวไปแลว

เวลาการรอการตอบสนองจะอยท 1 วนาท Baud Rate 9,600 bps และเวลา Turnaround

ควรอยท 100 มลลวนาท ถง 200 มลลวนาท

Page 14: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

11

ไดอะแกรมสถำนะของSlaves (Slave State Diagram)

➢ สถานะวางคอไมมการรองขอจากมาสเตอร

➢ เมอไดรบการรองขอ Slaves จะตรวจสอบวาเมสเสจกอนทจะด าเนนการตามการรองขอใน

เมสเสจ มหลายความผดพลาดทเกดขนไดเชน ฟอรแมตผดพลาด ค าสงไมถกสนบสนน ใน

กรณผดพลาดเหลาน Slaves ตองแจงความผดพลาดไปยงมาสเตอร

➢ เมอ Slaves ด าเนนการเสรจเรยบรอย ถาเปนเมสเสจแบบยนคาสต Slaves ตองตอบกลบ

หรอยนยนกลบไปยงมาสเตอร

กำรสงขอมลแบบอนกรม

โปรโตคอล MODBUS เปนการสอสารโดยการสงขอมลไปตามสายสญญาณ Serial (อนกรม)

ระหวางอปกรณ โดยวธการสอสารทงายทสดคอการตอสายสญญาณ Serial ระหวาง Master หนงตว

กบ Slave หนงตว ซงเปนการสอสารจากอปกรณแม (Master) เครองเดยว สวนใหญมกเปนซอฟตแวร

คอมพวเตอรหรออปกรณแสดงผล HMI ไปยงอปกรณลก (Slave) ไดหลาย ๆ เครอง โดยสามารถ

ก าหนดหมายเลขอปกรณไดสงสด 255 เครอง ซงมสองโหมดในการสงขอมลแบบอนกรมทถกนยามใน

Modbus นนคอ โหมด RTU (MODBUS RTU) และ ASCII (MODBUS ASCII) แตละโหมดไดถกนยาม

การเขารหสในเมสเสจและการสงบตขอมลบนสายสอสารแบบอนกรม โหมดการสงขอมลตอง

เหมอนกนทงสองดานของการสอสารแบบอนกรม

Modbus RTU สมควรเปนโหมดททกอปกรณทสนบสนนโปรโตคอล Modbus สวน

Modbus ASCII เปนเพยงโหมดทางเลอกทใชในระบบงานบางระบบเทานน อปกรณควรสามารถเลอก

โหมดตามทผใชตองการไมวาจะเปน RTU และ ASCII โดยทโหมดดฟอลตตองเปนโหมด RTU โดย

อปกรณทกตวทตอรวมกนอยในบสหรอเครอขายเดยวกน จะตองตงใหเลอกใชโหมดเดยวกนทงหมด

Modbus RTU

เมออปกรณสอสารใชโหมด Modbus RTU แตละ 8 บตในเมสเสจจะถกแบงเปน 2 สวน สวน

ละ 4 บตเพอแทนทหรอแสดงดวยอกขระ ASCII 2 อกขระ ขอดของโหมด RTU คอสามารถลดจ านวน

ไบตทใชสงขอมลไดเกอบครงหนงเมอเทยบกบโหมด ASCII แตละเมสเสจตองสงขอมลเปนไบต

ตอเนองกน

Page 15: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

12

เฟรมขอมลในโหมด RTU ประกอบดวยขอมลแสดงต าแหนงแอดเดรส 1 ไบต หมายเลข

ฟงกชน 1 ไบต ขอมลทท าการรบสงจ านวนมากสดไมเกน 252 ไบต และรหสตรวจสอบความถกตอง

ของขอมลแบบ CRC (Cyclical Redundancy Checking) ขนาด 2 ไบต คา CRC นเปนคาทค านวณ

มาจากขอมลทกไบต ไมรวมบต Start, Stop และ Parity Check โดยท Slave ของตวทสงขอมล

ออกมาจะสรางรหส CRC แลวสงตามทายไบตขอมลออกมา หลงจากนนเมอ Master ไดรบเฟรมขอมล

และถอดขอมลออกจากเฟรมแลวจะท าการค านวณคา CRC ตามสตรเดยวกบ Slave เพอท าการ

เปรยบเทยบคา CRC ทง 2 คาวาตรงกนหรอไม หากไมตรงกนแสดงวาเกดความผดพลาดในการรบสง

ขอมลในโหมด RTU การรบสงขอมล 1 ไบต ไมวาจะเปนขอมลสวนใดภายในเฟรมจะตองท าการสงบต

ขอมลรวม 11 บต คอ บตเรมตน (Start) 1 บต, บตขอมล 8 บต, บตตรวจสอบ Parity ของขอมล 1

บตและบตหยด 1 บต (Stop) 1 บต หรอหากเลอกแบบไมมบต Parity กจะเปนแบบ Stop แทน 2 บต

ส าหรบการก าหนดใหมบต Parity นน สามารถเลอกเปนแบบค (Even Parity) หรอค (Odd Parity) ก

ได และหากตองการออกแบบใหสอดคลองกบอปกรณทมใชกนทวไปมากทสด ควรเลอกแบบคโดยท

สามารถปรบเปลยนเปนแบบคหรอไมมการตรวจสอบ Parity (No Parity) ไดดวย

รปท 7 แสดงลกษณะเฟรมขอมลของ MODBUS RTU

รปท 8 แสดงขอมลแตละไบตของ MODBUS RTU

Page 16: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

13

➢ RS 232

ลกษณะโดยทวไปของการเชอมตอขอมลแบบอนกรมตามมาตรฐาน RS-232 เปน

การสอสารขอมลแบบจดตอจด (Point to Point) ซงเดมทเปนการสอสารขอมลระหวาง

คอมพวเตอรกบโมเดม ซงจรงๆแลวทงสองฝงจะเปนอะไรกได การสอสารเปนแบบสองทาง

พรอมกน (Full-duplex) โดยอาจใชสายสญญาณอนรวมเพอท า แฮนดเชค (Hand-shake)

หรอไมกได มาตรฐาน RS-232 จ ากดความยาวสายไวท 50 ฟต (หรอประมาณ 15 เมตร)

ส าหรบการสงสญญาณทความเรว 19,200 บตตอวนาท โดยทความยาวสายจะตองสนลงถา

ตองการสอสารทความเรวสงขน และถามสญญาณรบกวนมากๆ เชนในโรงงาน หรอบรเวณ

ใกลเครองจกรทเปนแบบมการสวทซ สญญาณไฟฟาทกระแสสงๆ กจะท าใหตองมการลด

ความเรวในการสงสญญาณลงหรอใชสายทสนลง

รปท 9 แสดงการเชอมตอและความหมายของแตละ Pin ของ RS232

Page 17: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

14

➢ RS 422

การเชอมตอ RS422 แบบ Full Duplex เปนการรบสงขอมลแบบ 2 ทศทาง สามารถ

รบสงไดพรอมกนตลอดเวลาโดยแตละชดจะมสายสญญาณชดละ 2 ค ( 4 เสน ) ลกษณะการ

รบสงคลายกบการพดคยโทรศพททวไป โดยตอสญญาณจากวงจรรบเขากบวงจรสงของทง 2

ฝาย แตในการรบสงแบบนจะใชกบอปกรณแบบ “Point-to-Point” คอมตวตนทางและ

ปลายทางอยางละ 1 ตว เหตผลทใชการสอสารแบบ RS422 กเพอเพมระยะทางการรบสงให

ไดไกลมากขน โดยไมตองดดแปลงแกไขโปรแกรมเลย

รปท 10 แสดงการตอสาย RS422 แบบ Full Duplex

การเชอมตอ RS422 แบบ Simplex เปนการรบสงขอมลแบบทศทางเดยว โดยการ

ก าหนดทศทางไวคงท โดยทศทางนนอาจเปนรบเขาอยางเดยวหรอสงออกอยางเดยว ซงวธน

จะใชสายสญญาณ 1 ค ( 2 เสน ) ขอดทพเศษคอ วงจรทางดานภาคสง 1 ชด สามารถตอเขา

กบวงจรทางดานรบไดมากถง 32 ชด โดยใชสายเพยงคเดยว

รปท 11 แสดงการตอสาย RS422 แบบ Simplex

รปท 12 แสดงการตอสาย RS422 แบบรบหลายตวพรอมกน

Page 18: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

15

➢ RS 485

รปท 13 แสดงการตอกนแบบขนานทงระบบ

จะตอกนแบบขนานทงระบบ วธการตอแบบนตองมการจดล าดบความส าคญของ

อปกรณทตออยในระบบ ใหมอปกรณท าหนาทเปนตวแม (Master) 1 ตว ส าหรบท าหนาท

เปนตวกลางในการรบสงขอมลเองทงหมด หรอเปนเพยงการจดล าดบการรบสงใหกบอปกรณ

ตวอนๆ สวนตวลก (Slave) ในครงแรกตองก าหนดใหเปนการรบขอมลไวตลอดเวลา ตวแมจะ

ท าหนาท Scan ตวลกทละตว เพอตรวจสอบวามขอมลทตองการสงหรอไม และถามตองสงถง

ตวลกตวใด แลวตวแมจงสงใหอปกรณตวทระบนนคอยรบขอมลโดยตรงเอง แลวตวแมจะ

เปลยนทศทางมาเปนรบขอมลเพอปลอยสายสญญาณใหวาง เพอทอปกรณทงสองตวทไดรบ

อนญาตจะไดรบสงขอมลกนตอไป เมอทงคท าการรบสงขอมลกนเสรจแลว ตวลกตองสงค าสง

มาบอกตวแมใหทราบวาเสรจแลว เพอตวแมจะได Scan ตวอนตอไป

รปท 14 แสดงการตอสาย RS 485 แบบขนาน

Page 19: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

16

Point-to-Point วธนใชรบสงขอมลระหวางอปกรณ 2 ตว ใชสายสญญาณ 1 ค โดย

อปกรณทง 2 ตวตองควบคมทศทางใหเปนทงรบและสง โดยการสอสารตองมขอก าหนดการ

รบสงขอมลดวย ซงอปกรณทง 2 ตวนตองผลดกนรบผลดกนสงขอมล ไมสามารถรบสงใน

เวลาเดยวกนได

รปท 15 แสดงการตอสาย RS485 แบบ Point-to-Point

MODBUS ASCII

การรบสงขอมลในโหมด ASCII นนมความแตกตางจากโหมด RTU ตรงทในโหมด RTU ขอมล

ทจะสงขนาด 1 ไบต น ามารวมกบบตประกอบตางๆ สามารถสงออกไปไดเลย แตส าหรบโหมด ASCII

จะมองขอมล 1 ไบตนนออกมาเปนตวอกษร 2 ตว เชน คา 0x5B ซงเปนเลขฐานสบหก กจะถกมอง

เปนตวอกษร ‘5’ และตวอกษร ‘B’ จากนนกจะท าการคนหารหส ASCII ของตวอกษรทง 2 ตวนน ซง

ไดแก 0x35 ส าหรบ ‘5’ และ 0x42 ส าหรบ ‘B’ แลวท าการสงรหส ASCII ทง 2 คานออกไป ซงจะ

ไดผลเทากบการสงคา 0x5B ซงเปนขอมลขนาด 1 ไบต ในโหมด RTU

จะเหนไดวาการสงขอมลในโหมด ASCII จะตองท างานมากกวาการสงขอมลในโหมด RTU ซง

ท าใหอตราเรวในการสอสารมคาต ากวา สาเหตทเปนแบบนกเพราะวา โหมด ASCII ไดถกออกแบบมา

ส าหรบอปกรณทไมมความสามารถในการก าหนดชวงระยะหางของเวลาในการสงเฟรมขอมล

อยางเชนในโหมด RTU ทอปกรณสามารถก าหนดไดวาจะสงเฟรมขอมลแตละเฟรมออกมาดวยเวลา

หางกนเทาใด และอปกรณทรอรบขอมลกตองสามารถตรวจจบและแยกแยะไดวาเฟรมขอมลแตละ

เฟรมทรบเขามานนมระยะเวลาหางกนภายในชวงเวลาทก าหนดหรอไม เพอท าใหสามารถตรวจสอบ

หาจดเรมตนและจดสนสดของเฟรมขอมลแตละเฟรมได แตในความเปนจรงยงมอปกรณอกหลายชนด

ทไมมความสามารถพเศษน จงตองใชวธอนทจะชวยใหสามารถรบรจดเรมตนและจดสนสดของเฟรม

ขอมลได นนไดแกโหมด ASCII ซงในโหมดนจะเรมตนเฟรมขอมลดวยการสงรหส ASCII ทก าหนดให

หมายถงจดเรมตน คอ 0x3A ซงตรงกบตวอกษร ‘:’ ตามดวยแอดเดรสของ Slave, หมายเลขฟงกชน,

ขอมล, รหสตรวจสอง RLC และรหส ASCII 2 ตว ทก าหนดใหหมายถงจดสนสด คอ รหส 0x0D และ

0x0A คอรหส CR (Carriage Return) และ LF (Line Feed) ตามล าดบ โดยในขณะทบสขอมลวาง

จากการรบสงขอมล อปกรณทกตวจะคอยตรวจสอบขอมลในบสวามการสงรหส ASCII ของ ‘:’ ออกมา

Page 20: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

17

หรอไม ถามกจะรบรวาขณะนไดมการเรมตนสงเฟรมขอมลออกมาแลว กจะเขากระบวนการรบขอมล

ตอไป

รปท 16 แสดงเฟรมขอมลของ MODBUS ASCII

รปท 17 แสดงขอมลแตละไบตของ MODBUS ASCII

MODBUS จะบรการใหอปกรณตดตอสอสารกนผาน Serial Port (RS-232/422/485) แตใน

ปจจบนไดมการพฒนาใหอปกรณสามารถตดตอสอสารกบอปกรณทอยบนเครอขาย Ethernet ซง

อปกรณทใชการสอสารแบบ MODBUS Protocol สวนใหญจะเปน PLC, DCS, HMI, Instruments

อยางไรกตาม MODBUS จ าเปนตองมอปกรณจ าพวก Gateway และ Bridge ในการตดตอสอสาร

ระหวาง Serial Line กบ Ethernet

MODBUS TCP/IP

TCP/IP คอ ชดของโปรโตคอลทถกใชในการสอสารผานเครอขายอนเทอรเนตโดยม

วตถประสงคเพอใหสามารถใชสอสารจากตนทางขามเครอขายไปยงปลายทางไดและสามารถหา

เสนทางทจะสงขอมลไปไดเองโดยอตโนมต TCP ยอมาจากค าวา Transmission Control Protocol

สวน IP ยอมาจากค าวา Internet Protocol

TCP และ IP มหนาทตางกน คอ

1. TCP จะท าหนาทในการแยกขอมลเปนสวน ๆ หรอทเรยกวา Package สงออกไป สวน TCP

ปลายทาง กจะท าการรวบรวมขอมลแตละสวนเขาดวยกน เพอน าไปประมวลผลตอไป โดย

Page 21: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

18

ระหวางการรบสงขอมลนนกจะมการตรวจสอบความถกตองของ ขอมลดวย ถาเกดผดพลาด

TCP ปลายทางกจะขอไปยง TCP ตนทางใหสงขอมลมาใหม

2. IP จะท าหนาทในการจดสงขอมลจากเครองตนทางไปยงเครองปลายทางโดยอาศย IP

Address

MODBUS TCP/IP ถกพฒนาขนโดยมวตถประสงคเพอจะน าการสอสารแบบ Internet มาใช

กบอปกรณจ าพวก Ethernet Device ระยะในการใชงานส าหรบการเดนสาย (สาย LAN) คอ 100

เมตร โดยสามารถขยายระยะในการสอสารไดโดยการใชอปกรณ Repeater หรอในระบบ LAN จะ

เรยกอปกรณนวา Hub หรอ Switch กจะสามารถลากสายไดอก 100 เมตร และยงสามารถตอ

Repeater ขยายระยะทางไดโดยไมจ ากด ในการสอสารโดยทวไปมความเรว 100,000,000 บตตอ

วนาท (100 Mbps) และเชอมตออปกรณไดไมจ ากดจ านวน

รปท 18 แสดงการเชอมตอแบบ MODBUS TCP/IP

MODBUS ASCII/RTU ทจะตดตอสอสารกบ MODBUS TCP เพอใหใชงานในเครอขาย

Ethernet จะใช Gateway ตดตอและแปลงรปแบบการสอสารขอมล โดยการสอสารของ MODBUS

RTU/ASCII จะเปนการสอสารผานทาง RS-232/422/485 นนจะถก Gateway แปลงใหเปน

MODBUS TCP เพอใชในการตดตอสอสารในเครอขาย Ethernet ตอไป

รปท19 อปกรณทเปน Serial Master เชอมตอกบอปกรณทเปน serial Slave ผานระบบ Ethernet

Page 22: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

19

Modbus TCP/IP ออกแบบมาเพอใชในการสอสารดวยความเรวสงมากเพอรบสงขอมลขนาด

ใหญ สอสารในระบบทซบซอนหลากหลายระดบตวอยางทชดเจนมากไดแก การสอสารระหวาง PLC

กบHMI (Human Machine Interface, Touch Screen), PLC กบ PLC, PLC กบ SCADA ถงแมการ

สอสารโดยทวไปจะจ ากดท 100 เมตร ตองตอเขา Hub หรอ Switch แตเนองจากอปกรณดงกลาวมใช

กนอยางแพรหลายจงท าใหราคาต ามากและหาผดแลระบบไดงาย ตวอยางทชดเจนไดแกการท

เครอขายรานคาสงขนาดใหญในกรงเทพ สามารถเรยกดและบนทกคาการใชพลงงานไฟฟาของสาขา

ทวประเทศ เพอเปรยบเทยบและบรหารตนทนระบบดงกลาวสอสารผานชองทางเครอขาย Ethernet

เดยวกบทวางไวใชในงานจดการสนคาคงคลง ผตดตงระบบไมจ าเปนตองรโครงสรางของเครอขายและ

ฝายคอมพวเตอรของบรษท เพยงแคจดเตรยมชองทางการสอสารใหเพยงพอตอความตองการของ

ระบบเทานน อกทงยงสามารถเชอมตอเขากบระบบ Internet เพอลดตนทนการสอสาร และขยาย

ขอบเขตการเขาถงขอมลไดงาย สรปวา Modbus TCP-IP ออกแบบมาเพอใชในงานประเภท

Information Network ท าหนาทเชอมตออปกรณไมจ ากดจ านวนเขากบเครอขายทไมจ ากดขนาดโดย

การใชเทคโนโลยทมราคาถก ระดบความซบซอนมตงแตต าจนกระทงสงมากแตอยางไรกตามบคลากร

ทดแลระบบหาไดงาย เพราะเปนเทคโนโลยทแพรหลายเสถยรภาพของระบบสงมาก

Real Time Streaming Protocol (RTSP)

RTSP เปนโปรโตคอลทอยในระดบ Application-Layer ท าหนาทในการก าหนดและจดการ

การสงขอมลทเปน stream ของวดโอและเสยง โดย RTSP เองไมไดสงขอมลดวยตวเอง แตจะใชการ

สงขอมลแบบ Out of band คอใหโปรโตคอลอนท าการสงขอมล โดยทวไปจะเปน RTP ซง RTSP จะ

ท าหนาทเหมอนเปน remote control ส าหรบ multimedia server เพอคอยจดการขอมลทสงไปยง

ผรบชม RTSP มลกษณะการท างานคลายๆกบ HTTP คอ มการรอรบ request จาก client เหมอนกน

แตเนองจาก RTSP เปน stateful ตางจาก HTTP ท าใหมการจดจ าการเชอมตอกบ client เพอให

สามารถระบและจดการ session ทมการสงขอมลไปยง client ตางๆได อกทงยงท าใหสามารถสง

message ไปยง client ไดอกดวย

Real-Time Streaming Protocol หรอ RTSP เปนโปรโตคอลทใชรบสงขอมลมลตมเดย

ระหวางเซรฟเวอรกบคอมพวเตอรปลายทาง ซงจะท าใหการรบสงขอมลตอเนองผานอนเตอรเนต โดย

ตวเซรฟเวอรดานผสงสามารถสงขอมลไปใหผรบปลายทางเพยงฝงเดยว หรอจะสงไปใหผรบหลายๆ

ฝงในลกษณะเปนกลมกได ซง RTSP ถกก าหนดใหเปนโปรโตคอลทน าไปใชในอนเตอรเนตโดย

Internet Engineering Task Force (IETF) ในเดอนเมษายน ป ค.ศ. 1998 เรยกวา RFC 2326 RTSP

เปนการก าหนดมาตรฐานโปรโตคอลทส าคญมากในการรบสงขอมลมลตมเดยผานอนเตอรเนต

Page 23: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

20

เนองจากการรบสงขอมลมลตมเดยในแบบตอเนองนนจะมสวนตางๆทเกยวโยงกนถง 3 สวน คอ

เซรฟเวอรทเกบขอมล, Encoder ทใชเขารหสขอมล และผรบขอมลหรอ Player ตวเขารหสขอมล

หรอ Encoder นนจะตองเขารหสขอมลมลตมเดยเกบลงในไฟลโดยมฟอรแมตทเซรฟเวอร ทเรยกใช

งานได และเมอเซรฟเวอรตองการสงขอมลนไปใหผรบ กจะตองใชโปรโตคอลรบสงขอมลอยางตอเนอง

ทผรบเขาใจและสามารถรบขอมลไดอยางถกตอง จากนนเมอไดรบขอมลมาแลวกจะตองถอดรหส

ขอมลออกแสดงผลไดโดยใชมาตรฐานเดยวกนกบตวเขารหส การท างานทงหมดจงผกกน ซง RTSP จะ

อยในสวนโปรโตคอลทใชรบสงขอมลจากเซรฟเวอรไปใหผรบนนเอง แมวา RTSP จะมความส าคญใน

การรบสงขอมลมลตมเดยผานอนเตอรเนตกตามแตกไมใชสงเดยวทท าใหการรบสงขอมลสมบรณได

เรายงตองการฟอรแมตมาตรฐานของไฟลทใชเกบขอมลมลตมเดยอกดวย เชน Active Streaming

Format (ASF) ของไมโครซอฟต , QuickTime หรออนๆ เพอเกบขอมลรวมถงมาตรฐาน การเขารหส

ขอมลเชน MPEG ส าหรบใชเขารหสขอมลมลตมเดยเกบลงไฟลอกดวย

โปรโตคอลทใชในการควบคมสตรมมงขอมล RTSP มสองโครงสราง คอ หนวยควบคม และ

การเชอมตอขอมล RTSP เปนโปรโตคอลทใชรปแบบ client/server ทถกออกแบบเพอใชในการ

แสดงสอมลตมเดย

RTSP จะท าหนาทควบคมการรบสงขอมลมลตมเดยอยางตอเนองระหวางเซรฟเวอรทเกบ

ขอมลกบคอมพวเตอรผรบขอมลโดยมไฟลฟอรแมตส าหรบเกบขอมล เชน ASF, QuickTime หรอ

อนๆ ซงการสรางไฟลขอมลมลตมเดยนกไดมาจากการน าขอมลมาท าการเขารหสโดยใชตวเขารหส

เชน MPEG นนเอง ซงในปจจบนซอฟตแวรทใชเลนขอมลมลตมเดยกใช RTSP ในการรบสงขอมล

ทงหมดทงนน เชน QuickTime Version 4, Real System G2และ Windows Media Player เปน

ตน

เราอาจสงสยวาท าไมไมใชHyper Text Transfer Protocol หรอ HTTP ในการรบ-สง

มลตมเดยผานอนเตอรเนต เหตผลกคอ HTTP เปนโปรโตคอลทถกออกแบบมาใหรบสงขอมลผาน

TCP ซงเนนหนกไปทางความเชอถอไดในการรบสงขอมล (คอขอมลไมสญหายระหวางทาง) โดยไม

สนใจเวลาทใชรบสงขอมล ดงนนเมอน า HTTP มาใชรบสงมลตมเดยทตองการความตอเนองของขอ

มลกจะเกดปญหาขนคอขอมลทไดรบอาจหายไปเปนชวงๆ จงตองใช RTSP แทนเพอใหรบสงขอมลได

อยางตอเนองและสามารถรบสงขอมลในลกษณะกระจาย(multicast)ได ท าให RTSP เหมาะส าหรบ

การรบสงขอมลภาพและเสยงผานอนเตอรเนตมากกวา

Page 24: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

21

องคประกอบพนฐำนระบบสตรมมงมเดย

➢ เครองเขารหส (Encoder)

เปนเครองมลตมเดยพช (Multimedia PC) ทไดท าการตดตงซอฟตแวรหรอ

โปรแกรมไวส าหรบใชแปลงไฟลเสยงและวดโอ ใหอยในรปของสตรมมง

➢ เครองเซรฟเวอร (Servers)

เครองทตดตงซอฟตแวรหรอโปรแกรมส าหรบใชบรการจดการกบสตรมมงมเดย

➢ เครองผชม (Player)

เปนเครองทไดรบการตดตงซอฟตแวรหรอโปรแกรมทใชในการแสดงผล (Decode)

รปท 20 องคประกอบพนฐานระบบสตรมมงมเดย

Page 25: MODBUS - Instrumentation Engineering KMITLinstrumentation.kmitl.ac.th/narin/MODBUS_2.pdf · เรื่อง modbus จัดท ำโดย นำงสำวกชกร ผ่องจิต

22

เอกสำรอำงอง

http://www.texturl.net/protocol-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD/

http://www.thailandindustry.com/indust_newweb/articles_preview.php?cid=10861

http://www.tpemagazine.com/2009/2013-07-03-11-21-48/132--33-march-2013/682-

modbus.html

https://riverplusblog.com/2011/08/18/plc-protocol

http://automationreview.blogspot.com/2013/10/modbus-protocol.html

http://www.thaiembedded.com/blog/?p=284

http://automationreview.blogspot.com/2013/10/rs-422-and-rs-485-standards-

overview.html

http://chantproject.blogspot.com/2010/03/rs232.html

http://cpre.kmutnb.ac.th/esl/learning/index.php?article=leonardo-rs485