Modbus je široce používaný průmyslový komunikační protokol, který využívá architekturu master-slave k výměně dat přes sériová připojení. Tato připojení jsou RS-485, RS-422 a RS-232 a sítě TCP/IP.
V této příručce porovnáváme nejlepší softwarové nástroje pro testování Modbus, od profesionálních platforem po široce používané bezplatné alternativy, abyste mohli najít to správné řešení pro své potřeby.
Co je Modbus? Základní principy vysvětleny
- Modbus RTU pro binární sériovou komunikaci
- Modbus ASCII pro výměnu dat založenou na znacích a snadnější řešení problémů
- TCP pro komunikaci přes Ethernet s hlavičkou MBAP
Modbusová síť obvykle pracuje s jedním Masterem odpovědným za zahájení komunikace a až 247 Slavů, kteří reagují na příkazy.
| Typ | Co dělá |
| Monitorování/analyzátor | Analyzuje živou komunikaci Modbus a dekóduje provoz, aniž by zasahoval do stávajícího připojení |
| Rozdělovač | Replikuje datový tok jednoho portu COM, aby k němu mohlo současně přistupovat více aplikací |
| Simulátor master a slave | Poskytuje emulaci zařízení Modbus pro testování pracovních postupů bez potřeby fyzického hardwaru |
| Sdílení TCP | Umožňuje vám připojit se ke vzdálenému místnímu sériovému zařízení tím, že jej zpřístupní přes TCP/IP |
Modbus monitorovací software pro testování a diagnostiku
Efektivní monitorování živého provozu Modbus RTU a ASCII vyžaduje specializovaný software, který dokáže v reálném čase zachytávat aktivitu portu COM při zachování stávajícího připojení.
Níže jsou uvedeny přední dostupné nástroje:
Monitor sériového portu
Nejlepší pro: Vývojáře a inženýry, kteří potřebují monitorování a analýzu živé komunikace Modbus RTU/ASCII v reálném čase na sériových portech, aniž by to ovlivnilo aktivní připojení.
Analyzátor protokolu Modbus nabízí pohodlný způsob, jak vystopovat možné problémy během vývoje aplikace nebo ovladače, otestovat a optimalizovat sériová zařízení atd.
Klíčové funkce:
- Připojte se k sériovému portu, který už používá jiný program, a začněte jej okamžitě monitorovat. Všechna data přijatá portem se zobrazují v reálném čase pro okamžité sledování jakýchkoli možných problémů.
- Sledujte několik sériových portů současně. Můžete synchronně analyzovat aktivitu několika portů Modbus v jedné relaci. Data proudící oběma směry se pohodlně zaznamenávají do jednoho protokolu na principu FIFO (first-in first-out).
- Prohlížejte zachycená data současně v tabulkovém, terminálovém, řádkovém a dump zobrazení. Pro přesné monitorování můžete používat různé filtry.
- Emulujte přenos dat do sériového zařízení, abyste přesně viděli, jak bude reagovat na konkrétní příkazy.
Zjistěte, jak dekódovat zprávy Modbus zde.
Protokoly: Protokoly Modbus RTU a Modbus ASCII fungující přes RS-232, RS-422 a RS-485.
Platforma: Kompatibilní s Windows 7/8/8.1/10/11 ve 32bitových i 64bitových verzích a Windows Server 2012, 2016, 2019 a Windows on ARM.
Cena: K dispozici v placené licenci v edicích Standard, Professional a Company, včetně bezplatné zkušební verze.
Výhody
- Podporuje neinvazivní monitorování přes porty, které jsou již otevřené
- Schopnost pracovat s více porty současně
- Obsahuje vestavěný dekodér Modbus se specializovaným zobrazením pro monitorování Modbus
- Zahrnuje funkci přehrávání relace
- Funguje se všemi typy portů COM, například s převodníky USB‑na‑RS232 a adaptéry RS485
Nevýhody
- Omezeno pouze na systémy Windows
- Navrženo pouze pro monitorování sériového portu, bez podpory Modbus TCP
Modbus Poll
Nejlepší pro: Techniky a automatizační inženýry, kteří vyžadují vykreslování grafů v reálném čase, monitorování ve více oknech a protokolování dat ve spolehlivém simulátoru hlavního zařízení Modbus.
Modbus Poll je populární aplikace pro Windows pro živé monitorování Modbus a simulaci masteru. Funguje dobře s Modbus RTU, ASCII a TCP/IP a umožňuje uživatelům číst a zapisovat registry, vizualizovat data v reálném čase a dotazovat slave zařízení.
Rozhraní s více dokumenty umožňuje otevřít současně více nezávislých dotazovacích oken, přičemž každé se zaměřuje na jiné slave zařízení nebo skupiny registrů. Díky více než 20 letům v oboru se stal de facto standardním nástrojem pro automatizační inženýry po celém světě.
Funkce
- Podporuje vícedokumentové rozhraní, které umožňuje současně monitorovat více slave zařízení v samostatných oknech
- Poskytuje vizualizaci dat v reálném čase pomocí grafů, ukazatelů a diagramů
- Zahrnuje možnosti záznamu dat s možnostmi exportu do CSV a Excelu
- Nabízí kompletní pokrytí funkčních kódů Modbus
- Umožňuje vkládání chyb pro testování a analýzu zpracování chyb na straně slave zařízení
- Poskytuje přístup z příkazového řádku a integraci DLL pro podporu scénářů automatizace
Protokoly: Kompatibilní s komunikačními standardy Modbus RTU, ASCII, TCP/IP a UDP.
Platforma: Windows.
Cena: K dispozici s 14denní zkušební verzí zdarma a jednouživatelskou licencí za cenu přibližně 99 USD.
Výhody
- Považováno za průmyslový standard pro testování a diagnostiku
- Podporuje dotazování ve více oknech pro současné monitorování
- Nástroj pro vizualizaci s bohatými funkcemi
- Kompatibilní se všemi funkčními kódy Modbus
- Známé svou spolehlivostí a kvalitní dokumentací
Nevýhody
- K dispozici pouze pro Windows
- Rozhraní může působit vizuálně zastarale
- Může být obtížné se naučit pro uživatele, kteří nejsou obeznámeni se skriptováním
- Funguje jako aktivní Modbus master místo toho, aby fungoval jako pasivní monitorovací nástroj
QModMaster
Nejvhodnější pro: Vývojáře a inženýry hledající spolehlivý bezplatný Modbus master s možnostmi monitorování sběrnice, který podporuje Windows a Linux.
QModMaster poskytuje bezplatné a open-source prostředí založené na Qt pro práci s protokoly Modbus TCP/IP, RTU a ASCII v systémech Windows a Linux. Umožňuje inženýrům a vývojářům monitorovat data z cívek, držících registrů, vstupních registrů a diskrétních vstupů, provádět operace čtení nebo zápisu a připojovat se k podřízeným zařízením Modbus.
QModMaster nabízí vestavěný monitor sběrnice pro analýzu veškerého provozu na sběrnici, vykreslování registrů v reálném čase a vložení skriptování v Perlu pro spouštění automatizovaných testovacích sekvencí.
Funkce
- Obsahuje vestavěný monitor pro zobrazení veškerého provozu na sběrnici Modbus v reálném čase
- Podporuje operace čtení a zápisu pro cívky, holding registry, input registry a diskrétní vstupy
- Poskytuje vizualizaci hodnot registrů v reálném čase
- Podporuje automatizované testovací sekvence prostřednictvím integrovaného skriptovacího enginu Perl
- Běží ve Windows bez instalace, což uživatelům umožňuje program rozbalit a ihned používat
Protokoly: Kompatibilní s komunikačními standardy Modbus RTU, ASCII a TCP/IP.
Platforma: Windows a Linux.
Cena: K dispozici jako bezplatný software s otevřeným zdrojovým kódem s licencí GPL.
Výhody
- Dostupné bezplatně
- Funguje na více operačních systémech
- Dodává se s funkcí monitorování autobusů
- Zahrnuje možnosti skriptování
- Lze použít okamžitě bez instalace
Nevýhody
- Nabízí jednodušší, méně uhlazené uživatelské rozhraní ve srovnání s komerčním softwarem
- Poskytuje omezenou oficiální podporu od vývojáře
- Nezahrnuje přehrávání relací ani pokročilé možnosti exportu dat
Softwarové řešení pro rozdělení dat Modbus
V praxi může jeden fyzický port COM přijímat data Modbus, která musí současně zpracovávat více aplikací. To však sériové porty nativně nepodporují, protože k portu může současně přistupovat pouze jedna aplikace. Speciální software Modbus splitter tento problém řeší vytvořením více virtuálních kopií portu a replikací příchozích dat tak, aby je každá aplikace obdržela.
Ovladač virtuálního sériového portu
Nejlepší pro: Vývojáře a inženýry, kteří vyžadují distribuci dat Modbus RTU z jednoho fyzického portu COM do více aplikací současně.
Virtual COM Port Driver od Electronic Team je pravděpodobně nejoptimálnějším řešením pro tento úkol. Program funguje jako rozdělovač sériového portu, který dokáže duplikovat data přicházející do jednoho portu COM do neomezeného počtu reálných a virtuálních sériových rozhraní. Virtual COM Port Driver vám pomůže vytvořit ve vašem systému tolik virtuálních portů RS485 (RS232, RS422), kolik potřebujete. Takže pokud chcete, aby váš provoz Modbus byl přijímán několika aplikacemi současně, můžete jednoduše vytvořit virtuální kopie přijímacího portu COM masteru a připojit k nim požadované aplikace. Virtual COM Port Driver bude duplikovat provoz do všech virtuálních kopií reálného portu COM a tímto způsobem bude moci několik aplikací přijímat stejná data současně.
Funkce
- Nastavte na svém PC více dvojic virtuálních portů COM
- Umožněte, aby jeden fyzický port COM distribuoval stejná data Modbus paralelně do více aplikací
- Podporuje emulaci loopback připojení a moderních modemových nebo telefonních linkových signálů
- Slučuje více portů COM do jednotného virtuálního rozhraní
Protokoly: Kompatibilní s Modbus RTU a Modbus ASCII s použitím RS-232, RS-422 a RS-485.
Platforma: Funguje na Windows XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10, 11 ve 32bitové i 64bitové verzi a na Windows Server 2003 až 2019.
Cena: Komerční software dostupný ve edicích Standard a PRO, k dispozici je také bezplatná zkušební verze.
Výhody
- Žádný limit pro vytváření dvojic virtuálních portů COM
- Podporuje duplikaci živých dat pro více aplikací současně
- Podporuje emulaci zpětné smyčky a komunikační linky
- Plně založené na softwaru; není vyžadován žádný hardware
- Sestaveno pro spolehlivý provoz na úrovni ovladače
Nevýhody
- Navrženo pouze pro platformy Windows
- Omezeno na komunikaci přes sériový port, bez podpory Modbus TCP
com0com
Nejlepší pro: Vývojáře, kteří hledají bezplatný virtuální emulátor null-modemu pro jednoduché testování a použití při vývoji.
com0com je ovladač virtuálního sériového portu v režimu jádra Windows, který je zdarma a s otevřeným zdrojovým kódem. Vytváří páry virtuálních portů COM a propojuje je prostřednictvím virtuálního kabelu null-modem. Tímto způsobem mohou dvě aplikace spolu komunikovat stejně, jako by to dělaly přes skutečné sériové připojení. Můžete jej nastavit buď přes příkazový řádek, nebo pomocí jednoduchého instalačního programu s grafickým rozhraním.
Funkce
- Generujte páry virtuálních portů COM, například COM5 ↔ COM6
- Používá ovladač v režimu jádra pro podporu nízkoúrovňové kompatibility
- Podporuje instalaci prostřednictvím jednoduchého GUI a konfiguraci prostřednictvím příkazového řádku
Protokoly: Kompatibilní s jakýmkoli sériovým protokolem, například Modbus RTU a ASCII.
Platforma: Windows.
Cena: K dispozici jako bezplatný a open-source.
Výhody
- Není vyžadována žádná platba
- Navrženo pro spolehlivou stabilitu na úrovni jádra
- Běžně používané v prostředích pro vývoj softwaru
Nevýhody
- Podporuje pouze výstup s jedním cílem, bez rozdělení do více cílů
- Chybí funkce emulace loopbacku
- Není k dispozici žádné grafické rozhraní pro správu
- Nezahrnuje oficiální podporu dodavatele
- Není určeno pro produkční případy použití Modbus
- Může vyžadovat vypnutí vynucení podpisu ovladačů nebo povolení Režimu testování systému Windows
Modbus TCP software pro sdílení sériových zařízení v síti
V průmyslových provozech se zařízení Modbus RTU fyzicky připojuje k jednomu PC prostřednictvím sériového portu, zatímco několik uživatelů nebo systémů v síti k němu potřebuje současný přístup. Modbus TCP to řeší tím, že převádí sériové připojení RTU na datový tok TCP/IP. Díky tomu je zařízení dostupné všem klientům v síti.
Sériový konektor na Ethernet
Nejlepší pro: Inženýry, kteří potřebují poskytnout přístup TCP/IP k lokálně připojenému sériovému zařízení Modbus RTU pro více vzdálených uživatelů nebo aplikací.
Software aplikace Serial to Ethernet Connector od Electronic Team je oblíbená aplikace určená ke sdílení dat z lokálně připojeného sériového zařízení Modbus v síti Ethernet. Umožňuje uživatelům v síti komunikovat se zařízením, jako by byli připojeni lokálně, a to pomocí virtuálního portu COM na jejich vlastním počítači.
Serial to Ethernet Connector dokáže současně zajišťovat sdílení více než 255 zařízení připojených k sériovému portu. Běží na pozadí jako služba Windows, takže aplikace nemusí zůstat otevřená. Po restartu systému se všechny připojení automaticky znovu nakonfigurují.
Funkce
- Poskytuje možnost sdílet lokálně připojená sériová zařízení Modbus RTU přes UDP nebo TCP/IP
- Připojení od vzdálených klientů jsou realizována prostřednictvím virtuálního portu COM, čímž je zachována plná funkčnost zařízení
- Umožňuje, aby jeden port současně obsluhoval více klientů, s konfigurovatelnými oprávněními pro čtení a zápis pro každého klienta
- Ukládá data do vyrovnávací paměti při ztrátě připojení a automaticky je odešle po obnovení připojení
- Běží na pozadí jako služba systému Windows, aniž by bylo nutné ponechat aplikaci otevřenou
- Automaticky obnovuje připojení v rámci uživatelem definovaného časového limitu
- Poskytuje podporu pro komunikační protokoly RAW a Telnet (RFC 2217)
- Zahrnuje šifrování provozu a ochranu heslem pro bezpečnou komunikaci
- Navrženo pro použití v prostředí Windows i Linux
- Umožňuje export a import konfigurací se snadnou migrací na jiný počítač
Protokoly: Podporuje převod Modbus RTU na Modbus TCP/IP a UDP pro komunikaci ze sériové linky do sítě.
Platforma:
- Spouští se na Windows 7 SP1, 8, 10, 11 ve 32bitové i 64bitové verzi, Windows Server 2008 R2 SP1–2022 a Windows 10 a 11 na ARM
- Plnohodnotná verze pro Linux (plná edice)
Cena: K dispozici v rámci placené licence a zahrnuje 14denní bezplatnou zkušební verzi.
Výhody
- Zvládá více než 255 zařízení
- Funguje jako služba systému Windows
- Podporuje ukládání dat do vyrovnávací paměti při ztrátě připojení
- Řídit přístup pro čtení/zápis pro každého klienta zvlášť
- Podporuje šifrování provozu
- Navrženo pro použití napříč prostředími Linux a Windows
- Vzdálení klienti si zachovávají plnou funkčnost sériového portu prostřednictvím virtuálního portu COM
Nevýhody
- Software vyžaduje instalaci na serverových a klientských systémech
Simulátory Modbus Master a Slave
Během vývoje je simulace Modbus nezbytná. Umožňuje testovat systémy master a slave proti virtuálním protějškům, aniž by bylo potřeba fyzického hardwaru na obou stranách.
Jednoduchý Modbus
Nejlepší pro: Inženýry, kteří hledají jednoduchou a cenově dostupnou sadu pro Windows, která podporuje simulaci Modbus master i slave přes TCP a RTU.
Vytvořen pro Windows, Simply Modbus nabízí sadu nástrojů pro testování, simulaci a monitorování sériových protokolů Modbus TCP/IP a RTU/ASCII. Poskytuje simulátor Modbus Master, Poll Manager pro nepřetržité pollingování registrů v reálném čase, simulátor Modbus Slave a Data Recorder pro protokolování provozu Modbus. Rozhraní je jednoduché a minimalistické. Stačí nakonfigurovat připojení, vybrat funkční kódy a spustit komunikaci s minimálním nastavením.
Funkce
- Simulátory Modbus Master a Slave v jednom balíku
- Obsahuje Správce dotazování pro nepřetržité dotazování a zobrazení registrů v reálném čase
- Obsahuje Záznamník dat pro ukládání provozu Modbus do souborů
- Umožňuje více datových formátů s nezávislou konfigurací pro každý registr
- Podporuje simulaci Modbus RTU přes sériové rozhraní a simulaci Modbus TCP přes Ethernet
Protokoly: Kompatibilní s protokoly Modbus RTU, ASCII a TCP/IP.
Platforma: Windows.
Cena: K dispozici v rámci placené licence s cenově výhodnými tarify pro jednoho uživatele a volitelnou licencí pro pracoviště.
Výhody
- Zahrnuje master i slave v jednom balíčku
- Jednoduché a přehledné rozhraní
- Cenově dostupné
- Konfigurace datových formátů na úrovni jednotlivých registrů
- K dispozici s možností licence pro webové stránky
Nevýhody
- UI vypadá zastarale
- Dostupné pouze pro Windows
- Poskytuje základní podporu pro skriptování a automatizaci
Modbus Slave
Nejlepší pro: Inženýry automatizace a vývojáře, kteří potřebují spouštět více simulací Modbus slave paralelně pro komplexní testování master softwaru.
Modbus Slave od Witte Software slouží jako profesionální protějšek k Modbus Poll. Může současně spustit až 100 nezávislých oken slave v rozhraní s více dokumenty, přičemž každé si udržuje vlastní adresu, mapu registrů a datové hodnoty.
Modbus Slave se integruje s Excelem prostřednictvím automatizace OLE, která umožňuje strukturované testovací scénáře, v nichž hodnoty registrů následují skripty nebo datové sady.
Funkce
- Podporuje až 100 současně spuštěných podřízených oken, přičemž každé okno je konfigurováno nezávisle
- Integrace s Excelem prostřednictvím automatizace OLE umožňuje použití skriptovaných testovacích dat
- Podporuje simulaci odpovědí na výjimky pro testování zpracování chyb na straně master
- Kompatibilní s protokoly Modbus RTU, ASCII, TCP a UDP
- Zahrnuje 30denní bezplatnou zkušební verzi
Protokoly: Kompatibilní s Modbus RTU, ASCII, TCP/IP a UDP.
Platforma: Windows
Cena: K dispozici s 30denní bezplatnou zkušební verzí a licencí pro jednoho uživatele v ceně přibližně 99 $
Výhody
- Podporuje až 100 podřízených Windows
- Poskytuje integraci s aplikací Excel prostřednictvím OLE
- Poskytuje podporu pro všechny varianty Modbus, jako jsou RTU, ASCII, TCP/IP a UDP
- Důvěryhodný dodavatel
Nevýhody
- Dostupné pouze pro Windows
- Vyžaduje placenou licenci
- Používá uživatelské rozhraní staršího typu
Který nástroj Modbus vyhovuje vašim potřebám?
K dispozici je mnoho nástrojů pro Modbus a ten nejlepší závisí na vašem konkrétním úkolu. Pokud potřebujete pasivní monitor pro sériový provoz nebo chcete simulovat hardware, sdílet zařízení přes síť nebo aktivně testovat zařízení, pro každý scénář existuje účelově vytvořené řešení.
Podívejte se na tabulku níže a rychle najděte ten správný pro vaše potřeby.
| Úkol | Nejlepší nástroj |
| Monitorovat živý RTU/ASCII provoz při zachování nepřerušeného připojení | Serial Port Monitor |
| Dotazovat se na podřízené zařízení Modbus pomocí požadavků | Modbus Poll |
| Spustit se jako podřízené zařízení pro simulaci senzoru nebo PLC | Simply Modbus Slave |
| Sdílet jeden sériový port mezi více aplikacemi současně | Virtual Serial Port Driver |
| Připojit se k sériovému zařízení přes vzdálenou síť TCP/IP | Serial to Ethernet Connector |
| Identifikovat a vyřešit chyby rámců Modbus, například CRC, kód funkce a problémy se špatnou odezvou | Serial Port Monitor |
| Bezplatný nástroj pro jednoduché testování nebo výukové účely | QModMaster |
Často kladené otázky
QModMaster je oblíbený bezplatný nástroj pro Modbus, který podporuje RTU a TCP, běží na systémech Windows a Linux a poskytuje vestavěný monitor sběrnice. ModPoll je odlehčená bezplatná alternativa pro příkazový řádek. Pro neinvazivní monitorování nebo vestavěné dekódování rámců Modbus nabízí Serial Port Monitor od Eltima 14denní bezplatnou zkušební verzi.
Modbus RTU používá sériovou komunikaci, jako je RS-232 a RS-485, k přenosu dat v binární podobě. Zatímco Modbus TCP používá Ethernet a TCP/IP k provozu stejného protokolu a nahrazuje sériové rámování 6bajtovou hlavičkou MBAP. Většina moderních nástrojů je kompatibilní s oběma variantami.
Serial Port Monitor od společnosti Eltima podporuje neinvazivní připojení k aktivním portům COM a zachycuje provoz Modbus v reálném čase, aniž by ovlivňoval aplikaci používající port.
K otestování zařízení slave můžete použít simulátor master Modbus, například bezplatný QModMaster nebo Modbus Poll. Pomůže vám číst holding registry, připojit se k zařízení přes TCP nebo sériově a porovnat odpovědi s očekávanými hodnotami. QModMaster obsahuje vestavěné skriptování v Perlu pro automatizované testovací sekvence.
Sériové porty to nativně nepodporují, protože port může používat vždy jen jedna aplikace. Virtual Serial Port Driver od Eltima duplikuje sériový port a doručuje příchozí data každé připojené aplikaci v reálném čase.
Modbus Poll funguje jako aktivní simulátor masteru pro odesílání požadavků na slave zařízení a zobrazení odpovědí. Serial Port Monitor funguje jako pasivní analyzátor pro zachytávání a dekódování provozu na aktivních sériových připojeních bez odesílání požadavků. Přestože slouží k různým úkolům, často se kombinují ve vývojových pracovních postupech.