Software Modbus per test, monitoraggio, simulazione e condivisione di rete

Modbus

Modbus è un protocollo di comunicazione industriale ampiamente utilizzato che impiega un’architettura master-slave per scambiare dati tramite connessioni seriali. Queste connessioni includono RS-485, RS-422 e RS-232, oltre alle reti TCP/IP. 

In questa guida, confrontiamo i migliori strumenti software per il test di Modbus, dalle piattaforme professionali alle alternative gratuite ampiamente utilizzate, così potrai trovare la soluzione più adatta alle tue esigenze.

Cos'è Modbus? Principi di base spiegati

Il protocollo Modbus utilizza tre modalità di trasmissione: 
  • Modbus RTU per la comunicazione seriale binaria
  • Modbus ASCII per lo scambio di dati basato su caratteri e una risoluzione dei problemi più semplice
  • TCP per la comunicazione basata su Ethernet con un’intestazione MBAP

Una rete Modbus di solito funziona con un singolo Master responsabile dell’avvio della comunicazione e con un massimo di 247 Slave che rispondono ai comandi.

Tipo Cosa fa
Monitoraggio/analizzatore Analizza la comunicazione Modbus in tempo reale e decodifica il traffico senza interferire con la connessione esistente
Splitter Replica il flusso di dati di una porta COM in modo che possa essere accessibile da più applicazioni contemporaneamente
Simulatore master e slave Fornisce un’emulazione di dispositivo Modbus per testare i flussi di lavoro senza la necessità di hardware fisico
Condivisione TCP Consente di connettersi a un dispositivo seriale locale da remoto rendendolo disponibile su TCP/IP

Software di monitoraggio Modbus per test e diagnostica

Il monitoraggio efficace del traffico Modbus RTU e ASCII in tempo reale richiede software specializzato in grado di intercettare l’attività della porta COM in tempo reale preservando la connessione esistente.

Di seguito sono riportati i principali strumenti disponibili:

Monitor Porta Seriale

Ideale per: Sviluppatori e ingegneri che necessitano di monitoraggio e analisi in tempo reale della comunicazione Modbus RTU/ASCII dal vivo su porte seriali senza influire sulla connessione attiva.

Modbus Protocol Analyzer offre un modo pratico per individuare eventuali problemi durante lo sviluppo di un’applicazione o di un driver, testare e ottimizzare dispositivi seriali, ecc.

Caratteristiche principali:

  • Connettiti a una porta seriale già in uso da un altro programma e inizia a monitorarla direttamente. Tutti i dati ricevuti dalla porta vengono mostrati in tempo reale per un tracciamento immediato di eventuali problemi.
  • Monitora più porte seriali contemporaneamente. Puoi analizzare in modo sincrono l’attività di più porte Modbus in un’unica sessione. I dati che fluiscono in entrambe le direzioni vengono comodamente registrati in un unico log secondo l’ordine FIFO (first-in first-out).
  • Visualizza i dati acquisiti in una tabella, nel terminale, nelle viste linea e dump contemporaneamente. Puoi utilizzare vari filtri per un monitoraggio preciso.
  • Emula il trasferimento dati verso un dispositivo seriale per vedere esattamente come reagirà a comandi specifici.


Scopri come decodificare i messaggi Modbus qui.

Protocolli: protocolli Modbus RTU e Modbus ASCII operanti su RS-232, RS-422 e RS-485.

Piattaforma: compatibile con Windows 7/8/8.1/10/11 sia nelle versioni a 32 bit che a 64 bit, e con Windows Server 2012, 2016, 2019 e Windows su ARM.

Prezzo: disponibile con licenza a pagamento nelle edizioni Standard, Professional e Company, con una versione di prova gratuita inclusa.

Pro

  • Supporta il monitoraggio non intrusivo su porte già aperte
  • Capacità di lavorare con più porte contemporaneamente
  • Include un decodificatore Modbus integrato con una vista specializzata per il monitoraggio Modbus
  • Include la funzionalità di riproduzione della sessione
  • Funziona con tutti i tipi di porta COM, come gli adattatori da USB a RS232 e RS485

Contro

  • Limitato solo ai sistemi Windows
  • Progettato solo per il monitoraggio della porta seriale, senza supporto Modbus TCP

Modbus Poll

Ideale per: Tecnici e ingegneri dell’automazione che necessitano di grafici in tempo reale, monitoraggio multi-finestra e registrazione dei dati in un simulatore di dispositivo master Modbus affidabile.

Modbus Poll

Modbus Poll è una popolare applicazione Windows per il monitoraggio live di Modbus e la simulazione master. Funziona bene con Modbus RTU, ASCII e TCP/IP per consentire agli utenti di leggere e scrivere registri, visualizzare i dati in tempo reale e interrogare i dispositivi slave. 

L’interfaccia multidocumento rende possibile aprire più finestre di polling indipendenti contemporaneamente, ciascuna focalizzata su diversi slave o gruppi di registri. Con oltre 20 anni di presenza nel settore, è diventato uno strumento standard de facto per gli ingegneri dell’automazione in tutto il mondo.

Funzionalità

  • Supporta un’interfaccia multi-documento che consente di monitorare più slave in finestre separate contemporaneamente
  • Fornisce la visualizzazione dei dati in tempo reale tramite plot, indicatori e grafici
  • Include funzionalità di registrazione dei dati con opzioni di esportazione in CSV ed Excel
  • Offre una copertura completa dei codici funzione Modbus
  • Consente l’iniezione di errori per testare e analizzare la gestione degli errori dello slave
  • Fornisce accesso da riga di comando e un’integrazione DLL per supportare scenari di automazione


Protocolli: Compatibile con gli standard di comunicazione Modbus RTU, ASCII, TCP/IP e UDP.

Piattaforma: Windows.

Prezzo: Disponibile con una prova gratuita di 14 giorni e una licenza per singolo utente al prezzo di circa $99.

Pro

  • Considerata una soluzione standard del settore per test e diagnostica
  • Supporta il polling multi-finestra per il monitoraggio simultaneo
  • Strumento di visualizzazione ricco di funzionalità
  • Compatibile con ogni codice funzione Modbus
  • Noto per l’affidabilità e la solida documentazione

Contro

  • Disponibile solo per Windows
  • L'interfaccia potrebbe apparire visivamente datata
  • Può essere difficile da imparare per gli utenti che non hanno familiarità con lo scripting
  • Agisce come un master Modbus attivo invece di funzionare come uno strumento di monitoraggio passivo

QModMaster

Ideale per: Sviluppatori e ingegneri alla ricerca di un master Modbus affidabile e gratuito, con funzionalità di monitoraggio del bus che supportano Windows e Linux.

QModMaster

QModMaster fornisce un ambiente gratuito e open-source basato su Qt per lavorare con i protocolli Modbus TCP/IP, RTU e ASCII su sistemi Windows e Linux. Consente a ingegneri e sviluppatori di monitorare i dati da bobine, registri holding, registri di input e ingressi discreti, eseguire operazioni di lettura o scrittura e connettersi a dispositivi slave Modbus. 

QModMaster offre un monitor bus integrato per analizzare tutto il traffico sul bus, tracciare i registri in tempo reale e integrare scripting Perl per eseguire sequenze di test automatizzate.

Funzionalità

  • Include un monitor integrato per visualizzare tutto il traffico del bus Modbus in tempo reale
  • Supporta operazioni di lettura e scrittura per bobine, registri holding, registri di input e ingressi discreti
  • Fornisce la visualizzazione in tempo reale dei valori dei registri
  • Supporta sequenze di test automatizzate tramite un motore di scripting Perl integrato
  • Funziona su Windows senza installazione, consentendo agli utenti di decomprimerlo e utilizzarlo immediatamente


Protocolli: Compatibile con gli standard di comunicazione Modbus RTU, ASCII e TCP/IP.

Piattaforma: Windows e Linux.

Prezzo: Disponibile come software libero e open-source con licenza GPL.

Pro

  • Disponibile senza costi aggiuntivi
  • Funziona su più sistemi operativi
  • Include funzionalità di monitoraggio degli autobus
  • Include funzionalità di scripting
  • Può essere utilizzato immediatamente senza installazione

Contro

  • Offre un'interfaccia utente più semplice e meno rifinita rispetto al software commerciale
  • Fornisce supporto ufficiale limitato da parte dello sviluppatore
  • Non include la riproduzione delle sessioni né funzionalità avanzate di esportazione dei dati

Soluzione software per la suddivisione dei dati Modbus

In pratica, una singola porta COM fisica può ricevere dati Modbus che più applicazioni devono elaborare contemporaneamente. Tuttavia, ciò non è supportato nativamente dalle porte seriali perché solo un’applicazione può accedere a una porta alla volta. Un software dedicato di splitter Modbus risolve questo problema creando più copie virtuali della porta e replicando i dati in ingresso affinché ogni applicazione li riceva.

Driver porta seriale virtuale

Ideale per: Sviluppatori e ingegneri che richiedono la distribuzione dei dati Modbus RTU da una porta COM fisica a più applicazioni contemporaneamente.

Virtual COM Port Driver di Electronic Team è probabilmente la soluzione più ottimale per questa attività. Il programma funziona come uno splitter di porte seriali in grado di duplicare i dati in ingresso su una porta COM verso un numero illimitato di interfacce seriali reali e virtuali. Virtual COM Port Driver ti aiuterà a creare nel tuo sistema tutte le porte RS485 (RS232, RS422) virtuali di cui hai bisogno. Quindi, se vuoi che il tuo traffico Modbus venga ricevuto da più app simultaneamente, puoi semplicemente creare copie virtuali della porta COM di ricezione del master e collegare ad esse le app necessarie. Virtual COM Port Driver duplicherà il traffico su tutte le copie virtuali della porta COM reale e in questo modo diverse app potranno ricevere gli stessi dati contemporaneamente.

Funzionalità

  • Configura più coppie di porte COM virtuali sul tuo PC
  • Consente a una singola porta COM fisica di distribuire gli stessi dati Modbus a più applicazioni in parallelo
  • Supporta l’emulazione di connessioni loopback e dei moderni segnali di linea di modem o cornetta
  • Aggrega più porte COM in un’interfaccia virtuale unificata


Protocolli: Compatibile con Modbus RTU e Modbus ASCII utilizzando RS-232, RS-422 e RS-485.

Piattaforma: Funziona su Windows XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10, 11 sia a 32 bit che a 64 bit e su Windows Server dal 2003 al 2019.

Prezzo: Software commerciale disponibile nelle edizioni Standard e PRO; è disponibile una prova gratuita.

Pro

  • Nessun limite alla creazione di coppie di porte COM virtuali
  • Supporta la duplicazione dei dati live per più app contemporaneamente
  • Supporta l’emulazione del loopback e della linea di comunicazione
  • Completamente basato su software; nessun hardware richiesto
  • Progettato per un funzionamento affidabile a livello di driver

Contro

  • Progettato solo per piattaforme Windows
  • Limitato alle comunicazioni tramite porta seriale, senza supporto per Modbus TCP

com0com

Ideale per: Sviluppatori alla ricerca di un emulatore di null-modem virtuale gratuito per test semplici e per l’uso in ambito di sviluppo.

com0com

com0com è un driver di porte seriali virtuali in modalità kernel per Windows, gratuito e open source. Crea coppie di porte COM virtuali e le collega tramite un cavo null-modem virtuale. In questo modo, due applicazioni possono comunicare tra loro proprio come farebbero tramite una vera connessione seriale. Puoi configurarlo sia tramite la riga di comando sia con un semplice programma di installazione GUI.

Funzionalità

  • Genera coppie di porte COM virtuali, come COM5 ↔ COM6
  • Utilizza un driver in modalità kernel per supportare la compatibilità di basso livello
  • Supporta l’installazione tramite una semplice GUI e la configurazione tramite la riga di comando


Protocolli: Compatibile con qualsiasi protocollo seriale, come Modbus RTU e ASCII.

Piattaforma: Windows.

Prezzo: Disponibile come gratuito e open-source.

Pro

  • Nessun costo richiesto
  • Progettato per una stabilità affidabile a livello di kernel
  • Comunemente utilizzato negli ambienti di sviluppo software

Contro

  • Supporta solo l’output verso una singola destinazione, senza suddivisione su più destinazioni
  • Manca la funzionalità di emulazione loopback
  • Non è fornita alcuna interfaccia grafica per la gestione
  • Non include il supporto ufficiale del fornitore
  • Non progettato per casi d’uso Modbus in produzione
  • Potrebbe richiedere la disattivazione dell’applicazione della firma del driver o l’abilitazione della Modalità Test di Windows

Software Modbus TCP per la condivisione di dispositivi seriali basata su rete

Negli impianti industriali, un dispositivo Modbus RTU si collega fisicamente a un PC tramite una porta seriale, mentre diversi utenti di rete o sistemi devono accedervi contemporaneamente. Modbus TCP risolve questo problema traducendo la connessione RTU seriale in uno stream TCP/IP. Questo rende il dispositivo disponibile a tutti i client sulla rete.

Connettore da seriale a Ethernet

Ideale per: Ingegneri che devono fornire accesso TCP/IP a un dispositivo seriale Modbus RTU connesso localmente per più utenti remoti o applicazioni.

Il Serial to Ethernet Connector di Electronic Team è una popolare applicazione software progettata per condividere i dati da un dispositivo seriale Modbus collegato localmente attraverso una rete Ethernet. Consente agli utenti della rete di comunicare con il dispositivo come se fossero collegati localmente, utilizzando una porta COM virtuale sul proprio computer. 

Serial to Ethernet Connector è in grado di gestire la condivisione di oltre 255 dispositivi di porta seriale contemporaneamente. Funziona come servizio Windows in background, quindi l’applicazione non deve rimanere aperta. Il sistema riconfigura automaticamente tutte le connessioni dopo un riavvio del sistema.

Funzionalità

  • Offre la possibilità di condividere dispositivi seriali Modbus RTU connessi localmente tramite UDP o TCP/IP
  • Le connessioni da client remoti vengono effettuate tramite una porta COM virtuale, preservando la piena funzionalità del dispositivo
  • Consente a una singola porta di servire più client contemporaneamente, con autorizzazioni di lettura e scrittura configurabili per ciascun client
  • Memorizza i dati nel buffer quando la connessione viene persa e li invia automaticamente una volta ripristinata la connessione
  • Viene eseguito in background come servizio Windows senza richiedere che l’applicazione rimanga aperta
  • Ripristina automaticamente le connessioni entro un periodo di timeout definito dall’utente
  • Fornisce supporto per i protocolli di comunicazione dati RAW e Telnet (RFC 2217)
  • Include crittografia del traffico e protezione tramite password per comunicazioni sicure
  • Progettato per l’uso sia in ambienti Windows che Linux
  • Consente l’esportazione e l’importazione delle configurazioni, con una facile migrazione su un’altra macchina


Protocolli: Supporta la conversione da Modbus RTU a Modbus TCP/IP e UDP per la comunicazione da seriale a rete.

Piattaforma:

  • Funziona su Windows 7 SP1, 8, 10, 11 sia a 32 bit che a 64 bit, Windows Server 2008 R2 SP1–2022 e Windows 10 e 11 su ARM
  • Versione Linux completa (edizione completa)


Prezzo: Disponibile con licenza a pagamento e include una prova gratuita di 14 giorni.

Pro

  • Gestisce più di 255 dispositivi
  • Funziona come un servizio Windows
  • Supporta il buffering dei dati quando la connessione viene persa
  • Controlla l'accesso in lettura/scrittura per singolo client
  • Supporta la crittografia del traffico
  • Progettato per l'uso in ambienti Linux e Windows
  • I client remoti mantengono la piena funzionalità seriale tramite una porta COM virtuale

Contro

  • Il software richiede l’installazione su server e sistemi client

Simulator Modbus Master e Slave

Durante lo sviluppo, la simulazione Modbus è essenziale. Consente di testare sistemi master e slave rispetto a controparti virtuali senza la necessità di hardware fisico su entrambi i lati.

Simply Modbus

Ideale per: Ingegneri alla ricerca di una suite Windows semplice e conveniente che supporti sia la simulazione Modbus master che slave su TCP e RTU.

Simply Modbus

Progettato per Windows, Simply Modbus offre una suite di strumenti per testare, simulare e monitorare i protocolli seriali Modbus TCP/IP e RTU/ASCII. Fornisce un simulatore Modbus Master, un Poll Manager per il polling continuo in tempo reale dei registri, un simulatore Modbus Slave e un Data Recorder per la registrazione del traffico Modbus. L’interfaccia mantiene le cose semplici ed essenziali. Ti basta configurare la connessione, selezionare i codici funzione e avviare la comunicazione con una configurazione minima.

Funzionalità

  • Simulator Modbus Master e Slave in un’unica suite
  • Include un Poll Manager per interrogare continuamente e visualizzare i registri in tempo reale
  • Include un Data Recorder per registrare il traffico Modbus in file
  • Consente più formati di dati con configurazione indipendente per ciascun registro
  • Supporta la simulazione Modbus RTU su seriale e la simulazione Modbus TCP su Ethernet


Protocolli: Compatibile con i protocolli Modbus RTU, ASCII e TCP/IP.

Piattaforma: Windows.

Prezzo: Disponibile con licenza a pagamento con piani convenienti per singolo utente e una licenza sito opzionale.

Pro

  • Include sia master che slave in un unico pacchetto
  • Interfaccia semplice e mirata
  • Conveniente per il budget
  • Configurazione dei formati dei dati su base per registro
  • Disponibile con un'opzione di licenza per sito

Contro

  • L’interfaccia utente sembra obsoleta
  • Disponibile solo per Windows
  • Fornisce supporto di base per scripting e automazione

Modbus Slave

Ideale per: Ingegneri dell’automazione e sviluppatori che necessitano di eseguire più simulazioni di slave Modbus in parallelo per test completi del software master.

Modbus Slave

Modbus Slave di Witte Software funge da controparte di livello professionale a Modbus Poll. Può eseguire fino a 100 finestre slave indipendenti simultaneamente con un’interfaccia multi-documento, ciascuna con il proprio indirizzo, mappa dei registri e valori dei dati. 

Modbus Slave si integra con Excel tramite l’automazione OLE che consente scenari di test strutturati in cui i valori dei registri seguono script o set di dati.

Funzionalità

  • Supporta fino a 100 finestre slave simultanee, in cui ogni finestra è configurata in modo indipendente
  • L’integrazione con Excel tramite automazione OLE consente l’uso di dati di test tramite script
  • Supporta la simulazione di risposte di eccezione per testare la gestione degli errori del master
  • Compatibile con i protocolli Modbus RTU, ASCII, TCP e UDP
  • Include una prova gratuita di 30 giorni


Protocolli: Compatibile con Modbus RTU, ASCII, TCP/IP e UDP.

Piattaforma: Windows

Prezzo: Disponibile con una prova gratuita di 30 giorni e una licenza per un singolo utente al prezzo di circa $99

Pro

  • Supporta fino a 100 Windows slave
  • Fornisce integrazione con Excel tramite OLE
  • Fornisce supporto per tutte le varianti Modbus, come RTU, ASCII, TCP/IP e UDP
  • Fornitore affidabile

Contro

  • Disponibile solo per Windows
  • Richiede una licenza a pagamento
  • Utilizza un'interfaccia utente in stile precedente

Quale strumento Modbus si adatta alle tue esigenze?

Sono disponibili molti strumenti Modbus e il migliore dipende dalla tua attività specifica. Se hai bisogno di un monitor passivo per il traffico seriale o vuoi simulare l’hardware, condividere un dispositivo su una rete o testare attivamente un dispositivo, esiste una soluzione progettata appositamente per ciascuno scenario.

Consulta la tabella qui sotto per trovare rapidamente quello giusto per le tue esigenze.

Attività Strumento migliore
Per monitorare il traffico RTU/ASCII in tempo reale mantenendo la connessione ininterrotta Serial Port Monitor
Per interrogare un dispositivo slave Modbus con richieste Modbus Poll
Per funzionare come dispositivo slave per simulare un sensore o un PLC Simply Modbus Slave
Per condividere una singola porta seriale tra più applicazioni contemporaneamente Virtual Serial Port Driver
Per connettersi a un dispositivo seriale tramite una rete TCP/IP remota Serial to Ethernet Connector
Per identificare e risolvere errori nei frame Modbus, come CRC, codice funzione e problemi di risposta errata Serial Port Monitor
Strumento gratuito per semplici test o a scopo di apprendimento QModMaster

Domande frequenti

QModMaster è un popolare strumento Modbus gratuito che supporta RTU e TCP, funziona su sistemi Windows e Linux e fornisce un monitor bus integrato. ModPoll è un’alternativa CLI leggera e gratuita. Per il monitoraggio non intrusivo o la decodifica integrata dei frame Modbus, Serial Port Monitor di Eltima offre una prova gratuita di 14 giorni.

Modbus RTU utilizza la comunicazione seriale come RS-232 e RS-485 per trasmettere i dati in forma binaria. Mentre Modbus TCP utilizza Ethernet e TCP/IP per eseguire lo stesso protocollo e sostituisce l’incapsulamento seriale con un’intestazione MBAP di 6 byte. La maggior parte degli strumenti moderni è compatibile con entrambe le varianti.

Serial Port Monitor di Eltima supporta l'aggancio non intrusivo alle porte COM attive e acquisisce il traffico Modbus in tempo reale senza influire sull'applicazione che utilizza la porta.

Puoi utilizzare un simulatore Modbus master, come QModMaster gratuito o Modbus Poll, per testare il dispositivo slave. Ti aiuta a leggere i registri holding, connetterti al dispositivo tramite TCP o seriale e confrontare le risposte con i valori previsti. QModMaster include scripting Perl integrato per sequenze di test automatizzate.

Le porte seriali non supportano questa funzionalità in modo nativo perché solo un’applicazione può utilizzare la porta alla volta. Il Virtual Serial Port Driver di Eltima duplica la porta seriale e trasmette i dati in ingresso a ciascuna applicazione connessa in tempo reale.

Modbus Poll funziona come un simulatore di master attivo per inviare richieste ai dispositivi slave e visualizzare le risposte. Serial Port Monitor funziona come un analizzatore passivo per intercettare e decodificare il traffico su connessioni seriali attive senza trasmettere richieste. Sebbene svolgano compiti diversi, vengono spesso combinati nei flussi di lavoro di sviluppo.