Modbus-TCP: Abgrenzung und Ausblick

Modbus-TCP ist ein pragmatischer Ansatz zur Nutzung von Ethernet als Übertragungsmedium in der Automatisierungstechnik. Der Einsatz ist immer dann sinnvoll, wenn die Vorteile der Ethernet-Übertragungstechnik - wie große Reichweite, hohe Teilnehmeranzahl und die zusätzliche Nutzung der IT-Funktionen (Webtechnologie, E-Mail-Übertragung und Dateitransfer) über dasselbe Medium - die Zusatzkosten der erforderlichen Netzwerkinfrastruktur (sternförmige Verkabelung mit intelligenten Switches) rechtfertigen. Gegenüber anderen Industrial-Ethernet-Konzepten hat Modbus-TCP einen erheblichen Zeitvorsprung und sowohl bei Geräteherstellern als auch bei Anwendern eine deutlich niedrigere Einstiegsschwelle hinsichtlich der Initialkosten und des erforderlichen Know-hows. Als Kommunikationssystem für die zukünftige Generation verteilter Automatisierungssysteme hat Modbus-TCP jedoch im Vergleich zu Profinet und IDA Publish/Subsrcibe-Nachteile im Hinblick auf die bereitgestellte Funktionalität und die Unterstützung beim Engineering.

Modbus-TCP on Chip
HMS Industrial Networks bietet mit dem Anybus-IC einen neuen Single-Chip-Controller für Modbus-TCP und embedded Internet. Auf nur 9cm² vereint das Anybus-IC einen leistungsfähigen 32-Bit-Mikrocontroller mit Flash- und RAM-Speicher, einen 10/100 M/bit Ethernet-Controller sowie alle analogen Funktionen einer industriegerecht ausgeführten Fast-Ethernet-Schnittstelle. Geringer Platzbedarf und niedrige Anschaltkosten machen den Ethernet-Anschluss nun auch für einfache Feldgeräte möglich.

Zum Betrieb genügt eine 5-Volt-Versorgungsspannung. Der Ethernet-Anschluss bietet volle 100 Mbit/s Full-Duplex-Datenübertragung und der integrierte 32-Bit-Mikroprozessor gewährleistet kurze Protokollbearbeitungszeiten.

Beim Einsatz in intelligenten Geräten, die über einen eigenen Mikroprozessor verfügen, wird das Anybus-IC über eine serielle 2-Leiter-TTL-Schnittstelle mit dem Prozessor verbunden. Es übernimmt die gesamte Protokollbearbeitung, so dass der Mikroprozessor des Endgerätes nicht unnötig durch die Abwicklung des Ethernet-Busprotokolls belastet wird.

Für den Einsatz in prozessorlosen Endgeräten wie Ventilinseln und modularen E/As stellt das Anybus-IC eine getaktete Schieberegisterschnittstelle bereit, an der bis zu 128 Eingangs- und 128 Ausgangssignale direkt angeschlossen werden können. Die Anzahl der tatsächlich vorhandenen E/As wird bei jedem Power-On automatisch erkannt, so dass sich auch variable E/A-Konfigurationen, wie sie typischerweise in modularen E/A-Geräten auftreten, problemlos realisieren lassen.

Neben dem Modbus-TCP-Anwendungsprotokoll beinhaltet das Anybus-IC auch alle Funktionen der Embedded-Internet-Technologie.

Das Anybus-IC für Ethernet mit Modbus-TCP-Protokoll ergänzt die bereits verfügbaren Varianten für Profibus-DP und DeviceNet. Durch konsequente Standardisierung der mechanischen, elektrischen und softwaretechnischen Schnittstellen lassen sich die verschiedenen Anybus-ICs einfach unterein-ander austauschen.