Informacijski sustavi energetskih postrojenja temeljeni na MODBUS/TCP protokolu Goran Malčić, Aleksandar Roksandić, Mato Fruk Elektrotehnički odjel Tehničko Veleučilište u Zagrebu Konavoska 2, Zagreb, Hrvatska Telefon: 01-5595 300 Fax: 01-5595 360 E-mail: aleksandar.roksandic@kr.htnet.hr Sažetak - Informacijski sustavi energetskih postrojenja zbog pojave efikasnijih i fleksibilnijih komunikacijskih tehnologija, te sve većih zahtjeva na interoperabilnost i transparentnu interakciju meñu sustavima, nalaze se u neprestanom razvoju. Ekonomski aspekt modernizacije informacijskih sustava postrojenja često uzrokuje poteškoće prilikom integracije novije komunikacijske infrastrukture i postojeće opreme. Intenzivnijim prodorom i popularizacijom Etherneta u industrijskom okruženju pojavila se i modifikacija popularnog MODBUS protokola predviñenog za komunikaciju preko Ethernet mreže; MODBUS/TCP. Ovim radom predstavljen je MODBUS/TCP protokol, konceptualni prijedlog implementacije, te prednosti njegovog korištenja za povezivanje sustava besprekidnih napajanja proizvoñača KONČAR-INEM preko Ethernet mreže. I. UVOD MODBUS protokol razvijen je 1979. godine od strane Modicon-a u svrhu realizacije klijent/poslužitelj komunikacije izmeñu programibilnih logičkih kontrolera (PLC). Kroz vrijeme MODBUS protokol postao je opće prihvaćen ponajviše zbog svoje jednostavnosti, dostupnosti i otvorenosti, te danas predstavlja najčešće korišten komunikacijski protokol u industrijskom okruženju. Popularizacijom Ethernet mreže i njezinim prodorom u industrijska okruženja rezultiralo je pojavom novijih komunikacijskih protokola često baziranih na popularnim industrijskim serijskim protokolima. Jedan od takvih protokola je i MODBUS/TCP. II. MODBUS/TCP PROTOKOL MODBUS/TCP razvila je kompanija Modicon/Group Schneider modificiranjem klasičnog MODBUS-RTU protokola kako bi bio omogućen transport njegovih poruka preko Ethernet mreže. MODBUS protokol u svojoj klasičnoj varijanti je definiran na aplikacijskom sloju ISO-OSI modela, te neovisan o podatkovnom i fizičkom sloju, što ga čini pogodnim za jednostavnu enkapsulaciju MODBUS poruka unutar TCP (Transmission Control Protocol) okvira. Serijska MODBUS mreža koncipirana je na master/slave principu, gdje jedan ureñaj (master) proziva i traži specifične servise više drugih (slave) ureñaja. On je ujedno i jedini ureñaj na mreži koji može inicirati komunikaciju. Naslanjanje na TCP protokol odreñuje MODBUS/TCP kao spojno orijentiran protokol koji koristi klijent/poslužitelj mrežni model. U tom kontekstu se master ureñaj na MODBUS mreži promatra kao klijent na MODBUS/TCP mreži i obrnuto, slave ureñaji imaju ulogu poslužitelja. Na slici 1. prikazana je usporedba klasičnog MODBUS protokola i njegove TCP varijante preko ISO-OSI modela. Sl. 1. ISO-OSI model MODBUS i MODBUS/TCP protokola MODBUS protokol definira jednostavan PDU (Protocol Data Unit) okvir neovisan o komunikacijskim pod- slojevima koji se sastoji tražene funkcije ili servisa i samih podataka. Definicija i opis podržanih funkcija, kao i format podataka u poruci dio su MODBUS specifikacije, te nisu opisani u ovom radu. Mapiranje protokola na specifične mreže proširuje ovo zaglavlje s dodatnim poljima kao što su adresno polje i CRC zaštita podataka definiranim u ADU (Application Data Unit) prikazanim na slici 2. Sl. 2. Općeniti MODBUS okvir Funkcijski kod Adresa CRC zaštita Podaci ADU PDU Aplikacijski sloj Prezentacijski sloj Sloj sesije Transportni sloj Mrežni sloj Podatkovni sloj Fizički sloj ISO-OSI model MODBUS/TCP MODBUS-RTU MODBUS klijent/ server protokol MODBUS protokol serijske linije EIA/TIA – 485 (232) MODBUS/TCP protokol TCP IP IEEE 802.3 / IEEE 802.2 Ethernet 10/100 BaseT