Modbus Cihazlarını Modern Otomasyon Sistemlerine Pişman Olmadan Entegre Etmenin Yolları

[Ahmet Ö.]

## Modbus Cihazlarını Modern Otomasyon Sistemlerine Pişman Olmadan Entegre Etmenin Yolları

Modbus, endüstriyel veri iletişiminin en yaygın dili olmaya devam ediyor ve sürücüler, ölçüm cihazları, güç analizörleri, terazi sistemleri ve özel ekipmanlar gibi çeşitli proses ve ayrı üretim tesislerinde kullanımda olan en basit protokollerden biri olarak öne çıkıyor. OEM üreticiler ve satıcılar, Modbus desteğinin ekonomik ve evrensel olarak desteklenen uzun ömürlü bir iletişim protokolü sunduğunu biliyorlar.

Modbus, fabrika otomasyonunun yaygınlaşmadığı bir dönemde, PLC’lerin şasi tabanlı I/O kullandığı zamanlarda geliştirildi. Çoklu tedarikçi, çoklu ağ ve yüksek veri talebi olan PLC, HMI ve SCADA sistemlerine geçişte evrimleşmese de Modbus hala yaygın şekilde tercih ediliyor. Bunun temel nedeni, mevcut Modbus sistemlerinin yenilenmesinin yüksek maliyetli olması ve yatırım geri dönüşünün sınırlı kalmasıdır. Bu yüzden eski Modbus cihazlarını doğrudan güncel kontrol sistemlerinize veya kurumsal uygulamalara entegre etmek çoğu zaman daha avantajlıdır.

### Modbus Entegrasyonunda Modern Yaklaşımlar

Modbus ağlarını modern sistemlere entegre etmek maliyetli değildir. HMS, Moxa ve Real Time Automation gibi üreticilerin sunduğu Modbus ağ geçitleri, iş kesintisi, donanım maliyeti ve karmaşık üst seviye cihazların gerektirdiği işgücünden tasarruf sağlar.

Bazı görüşler Modbus’un günümüz otomasyonunda geçerliliğini yitirdiğini savunsa da, FutureBytes Labs’in 2033 yılına kadar Modbus haberleşme modülleri pazarının 1,2 milyar dolardan 2,5 milyar dolara büyüyeceğini öngören araştırmasında pazarın küçülmediği, aksine genişlediği ortaya konmuştur.

### Modbus Ağlarının Güvenliği

Modbus protokolü orijinal olarak güvenlik için tasarlanmamıştır; kimlik doğrulama, şifreleme veya erişim kontrolü içermez. Ancak, Modbus ağlarının dış dünya ile bağlantısını kuran ana cihazlar üzerinde güvenlik önlemleri alınabilir. Örneğin, Modbus TCP ve RTU sistemlerinde sadece isteğe bağlı veri iletimi yapılır; ancak cihaz segmentasyonu ve uygulama etki alanına göre güvenlik riskleri değişkenlik gösterir.

Gerçekte kritik olan, Modbus verisini toplayan ve işleyen PLC, sunucu, HMI ve ağ geçidi gibi cihazların siber güvenlik düzeyidir. Bu cihazlar, veri kaynağı olarak Modbus kullanılsa da siber saldırılara karşı daha kırılgandır.

### 2026 Yılı İçin Modbus Entegrasyonunda Altı Temel Kural

1. Mevcut verilerinizi (sıcaklık, hız, enerji, basınç gibi) ve hedef uygulamalarınızı belirleyin. Bugün kullanmasanız bile veri toplayıp saklayın, gelecekte faydalı olabilir.
2. Kontrol verilerini Modbus üzerinden aktarmayın; bunun yerine EtherNet/IP veya Profinet gibi daha hızlı ve entegre ağları tercih edin.
3. Modbus verilerini toplamak ve formatlamak için tek bir cihaz kullanın. Modbus RTU’da sadece bir master olurken, Modbus TCP’de bir sunucuya birden fazla istemci bağlanmamalıdır.
4. Veriyi dönüştürmek ve tipi değiştirmek için ağ geçidi veya arayüz cihazı kullanın; PLC içinde tip dönüştürme yapılmamalıdır.
5. Modbus cihazlarının yerini ileri güvenlik ve iletişim yeteneklerine sahip Ethernet tabanlı cihazlar alacaktır; ağınızı buna göre tasarlayın.
6. Her Modbus cihazının belgelerini toplayın, kayıt ve coil haritasını oluşturun. Bu bilgiler ileride sorun giderme için kritiktir.

### 3 Modbus Entegrasyon Mimarisi

2026’da Modbus entegrasyonu için üç ana mimari mevcuttur:

- Protokol Ağ Geçidi: Modbus TCP veya RTU verisini PLC’ye taşımak için kullanılır. Avantajları arasında PLC’nin Modbus cihazlarını EtherNet/IP veya Profinet cihazları olarak görmesi, özel programlama gerektirmemesi ve veri dönüşümleri sunması vardır. Dezavantajları ise güncelleme hızının daha yavaş olması, siber güvenlik açıkları ve tek arıza noktası olmasıdır.

- Historian (Veri Arşivleyici): Modbus verilerini zaman serisi veritabanlarında saklar, normalize eder ve bağlamsallaştırır. Bu yapı, uzun dönem analiz, bakım ve uyumluluk için uygundur. Ancak zaman damgası veri geliş zamanındadır, güncelleme hızları değişken olabilir ve manuel veri doğrulaması gerekir.

- Edge Ağ Geçidi: Modbus verisini zaman serisi veritabanlarına, SCADA, bakım uygulamalarına ve kurumsal bulut sistemlerine aktarır. Düşük gecikme ve gelişmiş siber güvenlik sunar. Farklı IT protokolleri üzerinden yayın yapabilir. Ancak kaynak sınırlamaları ve Modbus trafiğinin doğrudan şifrelenmesi konusunda sınırlamalar vardır.

### Modbus Entegrasyonunda Kaçınılması Gerekenler

1. Eksik dokümantasyon: Mevcut verinin ve formatının bilinmemesi entegrasyonu zorlaştırır.
2. Veri hizalaması, ölçekleme ve endianness sorunları: Her kayıt için format ve birimlerin net olması gerekir.
3. Yanlış bağlantı ve terminasyon: Modbus RTU ağlarında doğru kablolama ve direnç kullanımı kritiktir.
4. Polling oranı ve cihaz yanıt sürelerinin uyumsuzluğu: Yavaş yanıt cihazlar veri akışını etkiler.
5. PLC içinde Modbus mantığının aşırı kullanımı: Bu durum bakım zorlukları oluşturur.
6. Tanı süreçlerinin eksikliği: Arıza tespiti için diagnostik veriler gereklidir.
7. Yeterli teşhis araçlarına sahip olunmaması.
8. Tedarikçilere özel fonksiyon kodları ve veri formatları: Uyumluluk kontrolü şarttır.
9. Modbus’un geçici çözüm olarak uzun süre kullanılması: Kademeli modern cihazlara geçiş planlanmalıdır.

Modbus, çoklu tedarikçi ortamlarında bile ayakta kalmayı sürdürüyor. Doğru entegrasyon mimarisi ve bakım ile verimli kullanımı mümkün kılınıyor.