Phân biệt Master và Slave trong Modbus RTU & Modbus TCP (Client vs Server)

Hôm nay, BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu rõ hơn về chủ đề hay gây nhầm lẫn "Phân biệt Master và Slave trong Modbus RTU & Modbus TCP (Client vs Server)".  Như chúng ta đã biết, Trong thế giới Modbus, có hai môi trường được sử dụng phổ biến nhất là Modbus RTU/ASCII (truyền qua cổng Serial như RS-232, RS-485) và Modbus TCP (truyền qua Ethernet). Dù khác nhau về hạ tầng truyền thông, nhưng cả hai đều tuân theo một nguyên tắc chung: luôn có một bên chủ động hỏi và một bên chỉ trả lời khi được hỏi.

• Với Modbus RTU/ASCII, người ta dùng thuật ngữ Master/Slave.
  • Master giống như “người cầm micro” trong một buổi họp – chỉ có một người có quyền hỏi.
  • Các Slave thì giống như những người tham dự – họ ngồi nghe và chỉ trả lời khi được Master chỉ định.
  • Vì vậy trên một đường truyền RS-485 chỉ có duy nhất 1 Master, còn số lượng Slave có thể là vài cái, chục cái, thậm chí hàng trăm (tùy cấu hình).
• Với Modbus TCP, môi trường Ethernet linh hoạt hơn nên cách gọi cũng thay đổi sang Client/Server.
  • Client là bên chủ động mở kết nối, gửi yêu cầu đọc/ghi dữ liệu (ví dụ: SCADA, HMI hoặc một phần mềm giám sát).
  • Server là bên bị động, chờ Client kết nối tới, sau đó trả lời yêu cầu.
  • Điểm khác biệt lớn so với RTU là: một Server có thể phục vụ cùng lúc nhiều Client. Tưởng tượng như một website: bạn chỉ có một server web, nhưng nhiều người dùng (client) có thể cùng lúc truy cập vào.

Tóm lại:

• Modbus RTU/ASCII = Mô hình Master/Slave → chỉ 1 Master duy nhất, Slave thì nhiều.
• Modbus TCP = Mô hình Client/Server → Client có thể nhiều, Server cũng có thể phục vụ nhiều Client cùng lúc.

1. Chi tiết — Modbus RTU/ASCII (Serial)

Định nghĩa: Master là thiết bị chủ động gửi lệnh đọc/ghi; Slave là thiết bị bị động chỉ trả lời. Cấu trúc này phù hợp với bus phân chia thời gian (time-division) như RS-485.

Đặc điểm kỹ thuật cần nhớ:

• Chỉ 1 Master trên cùng một bus.
• Nhiều Slave (địa chỉ từ 1–247 trong chuẩn Modbus).
• Slave không khởi tạo truyền tin; chúng chỉ phản hồi request.

Ví dụ thực tế: PLC làm Master đọc dữ liệu từ nhiều đồng hồ điện (Slave) qua RS-485.

2. Chi tiết — Modbus TCP/IP (Ethernet)

Định nghĩa: Modbus TCP hoạt động theo mô hình Client–Server của TCP/IP. Client (tương đương Master) khởi tạo request; Server (tương đương Slave) lắng nghe và trả lời.

Điểm khác biệt quan trọng:

• Một Server có thể chấp nhận nhiều kết nối Client đồng thời (đa kết nối).
• Không còn giới hạn “1 Master” như trên serial; nhiều Client có thể giao tiếp với cùng 1 Server.
• Thuật ngữ chính thức trên tài liệu hiện đại là Client/Server, nhưng cộng đồng vẫn thường nói Master/Slave để dễ hình dung.

Ví dụ thực tế: SCADA (Client) kết nối đọc dữ liệu từ PLC/thiết bị Modbus TCP (Server).

3. Bảng so sánh nhanh

4. Cách đọc các thông tin trên datasheet (ví dụ thực tế)

Khi bạn đọc datasheet một bộ Gateway PROFINET Master / Modbus TCP Slave - Converter, giải mã như sau:

• PROFINET Master (hay PROFINET IO Controller): Thiết bị này đóng vai trò chủ ở phía PROFINET — nó sẽ khởi tạo frame IO để điều khiển/đọc IO Device.
• Modbus TCP Slave (tức Modbus TCP Server): Ở phía Modbus TCP, gateway này là bị động. SCADA/HMI (Client) sẽ kết nối tới gateway để đọc/ghi dữ liệu mà gateway đã ánh xạ từ hệ PROFINET.

Lưu ý: Một gateway có thể làm Master ở giao thức A và Slave ở giao thức B — điều này hoàn toàn bình thường và là cách tích hợp các hệ giao thức khác nhau.

5. Mô hình dữ liệu & luồng thông tin (sơ đồ)

Modbus RTU (RS-485)

PLC (Master) → RS-485 → Slave1, Slave2, ...

Modbus TCP (Ethernet)

SCADA (Client) ↔ TCP/IP ↔ Device (Server) — nhiều Client có thể kết nối.

Gateway (ví dụ)

PROFINET Controller (Master) ↔ Gateway ↔ Modbus TCP Server (cho SCADA đọc)

6. Các lỗi thường gặp & cách kiểm tra nhanh

Lỗi: Thiết bị không trả lời trên Modbus TCP

Kiểm tra:

• Đảm bảo SCADA đang kết nối tới đúng IP & port (mặc định Modbus TCP là 502).
• Kiểm tra xem thiết bị có đang ở chế độ Server/Slave hay không — nếu datasheet nói "Modbus TCP Slave", thiết bị chờ kết nối, không chủ động connect.

Lỗi: Không thể đọc thiết bị sau gateway

Kiểm tra:

• Đảm bảo gateway có quyền làm PROFINET Controller và đã map đúng register sang Modbus.
• Kiểm tra mapping address (offsets) — sai offset là lỗi phổ biến.

7. Lời khuyên thực tế khi làm việc (Checklist)

• Đọc kỹ datasheet: chú ý phần "Mode" (Master/Slave hay Client/Server).
• Kiểm tra port & IP (Modbus TCP mặc định 502). Nếu đổi port, cập nhật trong SCADA.
• Với gateway: xác định rõ phía nào nó là Master và phía nào là Slave để tránh hiểu nhầm.
• Test bằng công cụ: dùng modpoll hoặc phần mềm đọc Modbus TCP để kiểm tra kết nối.
• Kiểm tra mapping address—thường sai số offset là nguyên nhân đọc dữ liệu sai.

8. FAQ 

Q1: Master và Client có giống hệt nhau không?

Ans: Về vai trò xử lý request thì giống nhau (cả hai đều chủ động gửi request). Khác biệt chỉ ở ngữ cảnh: "Master" dùng cho serial; "Client" dùng cho TCP/IP.

Q2: Một thiết bị có thể vừa là Master vừa là Slave không?

Ans: Có. Ví dụ gateway có thể là Master ở phía serial (truy vấn RTU devices) và là Slave (Server) ở phía Modbus TCP để SCADA đọc dữ liệu.

Q3: Modbus TCP có thể có nhiều Client kết nối tới một Server không?

Ans: Có. Đó là lợi thế của mô hình TCP so với bus serial.

👉 Bài tiếp theo trong series: Giải Phẫu Frame Modbus RTU: Address – Function – CRC | Hướng Dẫn Chi Tiết

Xem thêm:

• So sánh giao thức truyền thông công nghiệp: PROFIBUS-DP và Modbus RTU
• Hướng dẫn cấu hình HD67146-A1 – Kết nối 2 Modbus Master tới nhiều Slave dễ dàng
• Giải pháp kết nối hai Modbus Master với một Modbus Slave bằng HD67146-A1 | ADFweb
• Bộ chuyển đổi M-Bus sang Modbus cho đo lường năng lượng tòa nhà — ADFweb HD67044-B2-20 và HD67055

"BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"