Ein Modbus-Gateway wird auch als Ethernet-Kommunikations gateway bezeichnet. Es kann die Umwandlung zwischen Modbus RTU/ASCII und Modbus TCP realisieren. Modbus-Protokolle können in zwei Typen eingeteilt werden: Zum einen handelt es sich um RS485-basiertes Modbus RTU (oder ASCII), und zum anderen um Ethernet-basiertes Modbus TCP. Ein Modbus-Gateway ist ein Konverter, der die Daten von Modbus RTU in die Daten von Modbus TCP umwandeln kann. Aufgrund der Einschränkungen der RS485-Busschnittstelle hat Modbus TCP im Vergleich zu RTU die folgenden Vorteile: 

(1) Es kann ein vorhandenes Ethernet-Netzwerk verwendet werden, wodurch die Kosten für die Verkabelung von RS485 gespart werden. 

(2) Es können mehrere Hosts gleichzeitig auf Modbus-Geräte zugreifen.

Funktionen eines Modbus-Gateways

Ein Modbus-Gateway ist ein Gerät zur Umwandlung von Kommunikationsprotokollen in einem Netzwerk-Hub der industriellen Automatisierung. Es verbindet sich mit intelligenten Geräten, sammelt Daten von untergeordneten Geräten an das Modbus-Gateway, verbindet sich mit dem übergeordneten Computernetzwerk und kommuniziert mit dem Netzwerkcomputer gemäß dem Modbus-TCP-Protokoll.
Es gibt zwei Arten von Modbus-Gateways: Speichertyp und gewöhnlicher Typ. Im Vergleich zu gewöhnlichem Modbus kann Speicher-Modbus den Inhalt der im Gateway gelesenen Register speichern. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit von Modbus-TCP-Abfragen erheblich verbessert werden, und die Leistung ist bei der Unterstützung des Zugriffs mehrerer Hosts überlegen.

Modbus hat die folgenden Eigenschaften

• Standardisiert und offen: Benutzer können das Modbus-Protokoll verwenden, ohne Lizenzgebühren zu zahlen oder gegen geistige Eigentumsrechte zu verstoßen. Derzeit unterstützen mehr als 400 Hersteller und über 600 Produkte Modbus.
• Modbus kann eine Vielzahl von elektrischen Schnittstellen unterstützen, wie RS232, RS485 usw., und kann auf verschiedenen Medien übertragen werden, wie z. B. Twisted Pair, Glasfaser, drahtlos usw.
• Das Rahmenformat von Modbus ist einfach, kompakt und leicht verständlich. Es ist für Benutzer einfach zu verwenden und für Hersteller einfach zu entwickeln.

Funktionen und Anwendungen von Modbus-Gateways

Protokollumwandlung:
Das Modbus-Gateway wandelt das Modbus-Protokoll in andere Kommunikationsprotokolle um oder umgekehrt. Dies ermöglicht es Geräten mit unterschiedlichen Protokollen, miteinander zu kommunizieren und Dateninterkonnektivität zu erreichen. In Bereichen wie industrielle Automatisierung, Gebäudeautomatisierung und Fernüberwachung spielt das Modbus-Gateway eine entscheidende Rolle.
Datenaggregation:
Das Modbus-Gateway sammelt Daten von mehreren Modbus-Geräten und führt eine Aggregationsverarbeitung durch. Es kann die von verschiedenen Geräten gesammelten Daten in einem einheitlichen Format an ein zentrales System oder eine Cloud-Plattform senden, wodurch eine zentrale Verwaltung und Analyse der Daten ermöglicht wird. Diese Funktionalität ermöglicht es Administratoren, Geräte bequemer zu überwachen und zu verwalten, was die Arbeitseffizienz verbessert.
Sicherheit und Zugriffskontrolle:
Das Modbus-Gateway bietet Funktionen wie sichere Authentifizierung, Datenverschlüsselung und Zugriffskontrolle, um das Modbus-Netzwerk vor unbefugtem Zugriff und Netzwerkbedrohungen zu schützen. Dies bietet eine sicherere und zuverlässigere IIoT-Lösung für traditionelle Industrien.
Remote-Konfiguration und -Verwaltung:
Das Modbus-Gateway bietet in der Regel eine Remote-Zugriffsschnittstelle, die es Administratoren ermöglicht, das Gateway selbst und die angeschlossenen Modbus-Geräte remote zu konfigurieren, die Firmware zu aktualisieren, Fehler zu beheben und andere Operationen durchzuführen. Dieser Remote-Management-Ansatz reduziert die Betriebskosten und verbessert die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Geräte.

Anwendungsfälle von Modbus-Gateways in traditionellen Industrien

Industrielle Automatisierungssysteme:
In industriellen Automatisierungssystemen verbindet das Modbus-Gateway SPS, DCS, SCADA und andere Steuerungssysteme mit Modbus-Geräten, was eine Echtzeit-Datenerfassung und -überwachung ermöglicht. Dies hilft, die Produktionseffizienz zu verbessern, den Energieverbrauch zu reduzieren und Ausfallzeiten zu minimieren.
Intelligente Stromüberwachung:
In der Energiebranche überwacht das Modbus-Gateway den Betriebsstatus von Stromgeräten (wie Spannung, Strom, Leistung usw.) zur Fernüberwachung und -verwaltung. Dies erleichtert die rechtzeitige Erkennung von Geräteausfällen und verbessert die Betriebseffizienz und Sicherheit von Stromgeräten.
Umweltüberwachungssystem:
Im Bereich des Umweltschutzes verbindet sich das Modbus-Gateway mit verschiedenen Sensoren, um Umweltparameter wie Wasserqualität, Wetterbedingungen und Bodenfeuchtigkeit zu überwachen. Dies ermöglicht es den Umweltschutzbehörden, die Umweltbedingungen rechtzeitig zu erfassen und gezielte Maßnahmen zur Bewirtschaftung zu ergreifen.
Als Brücke, die traditionelle Geräte mit dem industriellen Internet der Dinge verbindet, bietet das Modbus-Gateway traditionellen Industrien beispiellose Transformationsmöglichkeiten. Mit seinen einzigartigen Funktionen und Vorteilen löst das Modbus-Gateway nicht nur das Kommunikationsproblem zwischen Geräten mit unterschiedlichen Protokollen, sondern verbessert auch die Datenverarbeitungskapazitäten und die Sicherheit. In Zukunft wird das Modbus-Gateway mit der kontinuierlichen Entwicklung des industriellen Internets der Dinge in immer mehr Bereichen eine immer wichtigere Rolle spielen und traditionelle Industrien in Richtung Digitalisierung und Intelligenz treiben.