sincore

Modbus RTU vs TCP — co jest co

Modbus TCP to Modbus opakowany w Ethernet i TCP/IP. Modbus RTU to oryginalna wersja — komunikacja szeregowa po RS-485 lub RS-232, bajty przesyłane binarnie bez żadnego nagłówka sieciowego.

W praktyce przemysłowej RTU nadal dominuje w urządzeniach polowych — czujniki, przetworniki, liczniki, moduły I/O. TCP znajdziesz głównie tam, gdzie jest już sieć Ethernet: sterowniki, panele HMI, systemy SCADA.

Struktura ramki RTU

W odróżnieniu od TCP, ramka RTU nie ma nagłówka MBAP. Identyfikacja początku i końca ramki odbywa się przez ciszę na linii (minimum 3.5 czasu trwania jednego znaku).

[Address: 1B] [Function Code: 1B] [Data: N bajtów] [CRC: 2B]

Address — adres slave (1–247). Adres 0 to broadcast (bez odpowiedzi).
CRC — CRC-16/IBM, liczony od Address do ostatniego bajtu Data. Przesyłany little-endian (LSB pierwszy).

Przykład ramki — odczyt 2 rejestrów od adresu 0, slave 1

Żądanie:

01 03 00 00 00 02 C4 0B
│  │  │     │     └─ CRC (little-endian: C4, 0B)
│  │  └─────┴── adres startowy 0x0000, ilość 0x0002
│  └── FC 03 = Read Holding Registers
└── adres slave = 1

Odpowiedź (2 rejestry = 4 bajty danych):

01 03 04 01 F4 00 00 F3 B0
│  │  │  └──────────┘  └─ CRC
│  │  └── Byte Count = 4
│  └── FC 03
└── adres slave = 1

RS-485 — podstawy warstwy fizycznej

RS-485 to standard różnicowy: dwie linie A i B. Stan logiczny "1" gdy A > B o co najmniej 200 mV, "0" gdy B > A.

Kluczowe cechy:

Półdupleks — nadawanie i odbieranie nie jednocześnie
Do 32 urządzeń na jednej magistrali (ze wzmacniaczami więcej)
Maksymalnie 1200 m przy 100 kb/s (krócej przy wyższych prędkościach)
Wymaga terminatora 120 Ω na obu końcach magistrali

Pierwsze połączenie w Pythonie

from pymodbus.client import ModbusSerialClient

client = ModbusSerialClient(
    port="COM8",          # lub "/dev/ttyUSB0" na Linux
    baudrate=9600,
    bytesize=8,
    parity="N",           # None — najczęściej
    stopbits=1,
    timeout=1
)

client.connect()

result = client.read_holding_registers(address=0, count=10, slave=1)

if not result.isError():
    print(result.registers)

client.close()

Parametry (baudrate, parity, stopbits) muszą być identyczne po obu stronach. Sprawdź dokumentację urządzenia — część producentów używa parity Even lub 2 stop bits.

Pułapki

Brak terminatora — najczęstszy problem. Bez 120 Ω na końcach magistrali pojawiają się refleksje sygnału, komunikacja działa niestabilnie lub tylko na krótkich kablach.
Kierunek transmisji — konwertery USB-RS485 wymagają przełączenia kierunku (RTS). Tanie konwertery robią to automatycznie z opóźnieniem — jeśli ramka się urywa, wypróbuj rtscts=True lub inny konwerter.
Adres 0 — broadcast, slave nie odpowiada. Jeśli dostajesz timeout przy adresie 0, sprawdź, czy nie wysyłasz broadcastu zamiast odczytu.
Interbajt gap — RTU wymaga ciszy między bajtami nie dłuższej niż 1.5 czasu znaku. Wolne systemy PC mogą mieć problem z zachowaniem timingu przy wysokich baudrate.