Modbus RTU otomasyon protokolünün RS485 seri hat üzerinde çalışan haberleşme katmanında uygulanacak bir yöntemle hızının arttırılması

Abstract

Dijitalleşme ile mevcut kapalı ağlarda çalışan ya da tek başına çalışan cihazlar dahi artık internete bağlanmaya başlamıştır. Bu akım kendini nesnelerin interneti adı altında tanıtmıştır. Her yeni cihaz her geçen gün gelişen donanım parçaları ile daha güçlü ve hızlı bir şekilde internete bağlanabilmektedir. Günümüzde sahada eski ve zayıf donanım parçalarına sahip olan cihazların, yeni cihazların hızlarına ulaşmaları mümkün olmamaktadır. Bu cihazlar genellikle kapalı özel bir ağda oldukları için sadece birbirleriyle özel haberleşme protokolleri ile konuşmaktadır. Bu cihazların çoğunun doğrudan internete bağlanması mümkün olmadığından, internet bağlantıları ancak ağ geçitleri aracılığıyla gerçekleşmektedir. Bu kapalı ağ protokollerinden biri de Modbus RTU'dur. Günümüzdeki hızlar göz önüne alındığında Modbus RTU protokolünün desteklediği hızlar oldukça düşük kalmaktadır. Ağ geçitlerinin internete bağlanma hızı yüksek olmasına rağmen Modbus RTU protokolünün mevcut haberleşme hızı ile darboğaz oluşturması kaçınılmazdır. Kapalı ağ içinde yapılacak hız iyileştirmeleri, sınırlı hızla haberleşen sistemlerin performansını artırmak açısından oldukça önem kazanmaktadır. Hız iyileştirmesi için mevcut cihazların donanımlarını değiştirmek mümkün olmadığından, geriye uyumluluğu bozmadan protokolünün kendisinde yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada bir otomasyon protokolü olan Modbus RTU üzerinde, haberleşme hızını iyileştiren bir yöntem ortaya konmuştur. Örnek bir Modbus RTU ağında yapılan testler ile yöntemin haberleşme hızındaki etkisi gösterilmiştir.With digitalization, electronic devices that are working in a closed network or as a standalone are started to connect to the internet. Nowadays, this trend has introduced itself as the Internet of Things. Each new device can be connected to the internet more rapidly than it was before, by having more advanced hardware components. Devices with old and slow hardware components in the field now are not able to reach the speed of new devices. These devices are usually in a private network which are closed to the outside world, and they only communicate with each other through special communication protocols. Most of these devices are not available on the internet, and accessing the internet is only possible via the IoT Gateways. One of these closed network protocols is Modbus RTU. Considering the current communication speeds, the Modbus RTU protocol supports very low communication speeds. Although the speed of the gateways that are connected to the internet is high, it is inevitable that the Modbus RTU protocol will create a bottleneck with the current communication speed. The communication speed improvements to be made in the closed network gain importance in terms of increasing the performance of the limited communication systems. The communication speed improvement is not possible by changing the equipment of existing devices in the field; it should be done in the protocol itself without breaking the backward compatibility. In this study, a new method is introduced for Modbus RTU, which is an automation protocol, to increase its communication speed. By applying tests on Modbus RTU network is shown the effect of the method on the communication speed.