Là chuyên gia trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp, bạn có thể quen thuộc với giao thức truyền thông Modbus. Nó được cho là giao thức truyền thông được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Tính mở, khả năng mở rộng và tiêu chuẩn hóa của nó đã khiến nó trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp phổ quát.
Tôi tin rằng những ưu điểm của giao thức Modbus là điều hiển nhiên. Mục đích của bài viết này chủ yếu là thảo luận về những hạn chế của giao thức Modbus.
Mọi thứ đều có hai mặt và mọi giao thức đều có những thiếu sót. Việc Modbus có những nhược điểm không có nghĩa là nó là một giao thức tồi; Tôi hy vọng mọi người sẽ xem điều này một cách hợp lý.
1. Hạn chế về lượng dữ liệu có thể đọc được
Sơ đồ sau minh họa định dạng dữ liệu cho mã chức năng giao thức Modbus RTU 03:
Như trong hình, số lượng dữ liệu (số byte) được trạm phụ trả về chỉ là một byte.
Vì số byte chỉ chiếm một byte nên khi đọc các thanh ghi đầu vào/giữ, có thể đọc tối đa 127 thanh ghi cùng một lúc. Trong các ứng dụng có khối lượng dữ liệu rất lớn, cần phải đọc nhiều lần để truy xuất tất cả dữ liệu, điều này chắc chắn sẽ làm giảm hiệu quả truyền thông.
2. Thiếu hỗ trợ ghi vào các bit đăng ký riêng lẻ
Trong số tám mã chức năng Modbus thường được sử dụng, không có chức năng cụ thể nào để ghi vào các bit riêng lẻ trong một thanh ghi. Do đó, khi chúng ta cần thiết lập hoặc xóa một bit cụ thể trong thanh ghi, quá trình này trở nên khá phức tạp.
Nhìn chung có hai cách tiếp cận để xử lý việc này:
Cách tiếp cận đầu tiên: Trước tiên chúng ta phải đọc giá trị của thanh ghi, sau đó thao tác một bit cụ thể của giá trị đó và cuối cùng ghi lại giá trị đã sửa đổi. Điều này đòi hỏi phải có hai chuyến-khứ hồi để hoàn thành và xét từ một góc độ nhất định thì không an toàn.
Cách tiếp cận thứ hai: Chúng ta có thể coi một bit đơn lẻ là một thanh ghi riêng biệt, trong đó viết số 1 đại diện cho True và viết số 0 đại diện cho Sai. Phương pháp này có thể được thực hiện chỉ bằng một lần tương tác, nhưng nó lãng phí một lượng không gian bộ nhớ đáng kể.
Giao thức Modbus được tạo ra vào năm 1979 và hiện được sử dụng trong hàng chục nghìn thiết bị. Tôi tin rằng những người phát minh ra nó chắc chắn đã biết những vấn đề này nhưng không thể triển khai một giải pháp thống nhất.
Có lẽ một ngày nào đó giao thức Modbus sẽ có thể giải quyết được hai vấn đề này...
Một số người có thể cho rằng giao thức Modbus có lỗ hổng bảo mật. Tuy nhiên, là một giao thức được thiết kế cho các ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp, mục đích chính của nó là tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi dữ liệu. Trong môi trường ngoại tuyến, sẽ không có hại gì nếu không có cuộc tấn công.