O protocolo Modbus é geralmente conhecido como o avô da rede industrializada. Na era atual dos serviços da Web e dos protocolos de comunicação da Internet, a comunicação e a solicitação para responder aos cenários de comunicação são praticamente pitorescos. Protocolos Modbus são facilmente configurados de acordo com os requisitos industriais e comerciais. Devido a essa extrema popularidade e aplicações generalizadas em vários domínios, este artigo fornece uma visão geral detalhada da comunicação Modbus, seus códigos funcionais, implementações e aplicações.
O que é Modbus?
Modbus é a RTU de padrão aberto, onde muitas organizações e engenheiros o implementam em seus dispositivos sem incluir qualquer tipo de pagamento. Este protocolo é considerado o protocolo de comunicação mais ubíquo e geralmente acessível como um meio de conectar equipamentos eletrônicos de engenharia.
De forma detalhada, este é o comunicação protocolo que é empregado para transmissão de informações entre os equipamentos eletrônicos por meio de linhas seriais ou de conexões Ethernet. Em uma condição de padrão aberto, qualquer pessoa pode implementá-lo. Isso é provavelmente utilizado para a conexão de um sistema de controle usando uma RTU em diminuir no domínio do poder.
O protocolo do Modbus é bem definido como protocolo mestre e escravo, o que significa que uma ferramenta funcionando como mestre fará com que uma ou mais ferramentas funcionem como escravo. Isso indica claramente que o escravo não irá realizar dados, ele precisa esperar até que a informação seja solicitada. O mestre anotará as informações nos dispositivos escravos e, em seguida, lerá as informações dos registradores escravos para o mestre. Sempre existirá um endereço registrado da perspectiva dos registradores escravos.
Como funciona o protocolo de comunicação Modbus?
Como a Unidade Terminal Remota (RTU) deste tipo de padrão aberto emprega uma abordagem mestre e escravo para criar comunicação entre vários dispositivos, isso corresponde que qualquer tipo de aplicação que empregue o cenário RTU possuirá um dispositivo mestre Modbus e no mínimo um Dispositivo escravo. Isso indica claramente que o escravo não irá realizar dados, ele precisa esperar até que a informação seja solicitada.
Comunicação Modbus
A comunicação mestre e escravo entre os dispositivos é habilitada por meio de barramentos seriais ou redes. No OSI abordagem, o Modbus é colocado na sétima camada. O objetivo é solicitar o protocolo e, em seguida, entregar os serviços correspondentes mencionados pelos códigos funcionais. Esses códigos funcionais do protocolo Modbus RTU são os componentes de solicitação do Modbus.
Para desenvolver a unidade de dados do aplicativo Modbus, a unidade de entrega deve instigar uma transação do dispositivo. Esta é a operação que notifica o servidor para trabalhar no tipo de operação especificado. O projeto da solicitação que é instigado pelo dispositivo mestre é determinado pelo protocolo do aplicativo. Em seguida, o código de função será codificado como 8 bits, que é um byte. Apenas os códigos de função que estão no intervalo de 1-25 são considerados válidos e neste 128-255 são reservados para respostas excepcionais.
Arquitetura
Quando há uma solicitação / mensagem do mestre para o escravo, isso significa que é o campo do código da função que notifica o servidor para realizar a ação solicitada. Para algumas operações, também haverá alguns códigos subfuncionais. Por exemplo, o dispositivo mestre pode ler as transições ON e OFF de um cluster de várias entradas / saídas.
Ele também lê ou grava as informações de um grupo de registros Modbus. Quando a resposta do escravo é recebida pelo mestre, o campo de código de função é utilizado pelo escravo para significar que é uma resposta normal ou excepcional. O dispositivo escravo irá ressoar para a solicitação do primeiro código de função em uma resposta normal.
É assim que Protocolo de comunicação Modbus funcionou.
Códigos de Função
O protocolo do Modbus identifica vários códigos de função para obter acessibilidade para os registros. Existem principalmente quatro vários blocos de dados caracterizados pelo Modbus e aqui pode ocorrer a sobreposição de números de registro ou endereços. Portanto, por causa disso, uma definição exata deve ser definida onde os endereços são necessários e onde os códigos funcionais são necessários.
A tabela abaixo resume claramente o Códigos de função Modbus . Existe apenas uma subcategoria desses códigos. Mas, para alguns aplicativos correspondentes, eles podem não ser aplicados.
| Código de Função Modbus | Tipo de Registro |
| 1 | Bobina de leitura |
| dois | Leitura de entradas discretas |
| 3 | Leitura de exploração registra |
| 4 | Leitura de registros de entrada |
| 5 | Escrita de single-coil |
| 6 | Escrita de registro de retenção único |
| quinze | Escrita de múltiplas bobinas |
| 16 | Escrita de múltiplos registros de retenção |
Profibus v / s Modbus
Para comparar o Profibus e o Modbus como aplicativos separados, cada um dos dois tem vários benefícios e aplicativos.
O Modbus tem uma construção simples, operação simplificada e um protocolo facilmente acessível. Embora exista alguma diferença no protocolo em si e na definição da camada física, isso cria problemas em operações de vários fornecedores. Enquanto o Profibus é o protocolo mais complicado que foi construído para automatizar todas as indústrias. Ele opera excepcionalmente nas funcionalidades de vários fornecedores com modems e mantém um diagnóstico completo.
No momento da conexão do dispositivo inteligente com o controlador em uma abordagem ponto a ponto, ou se houver um local remoto, o Modbus atende melhor a esse cenário. Nas condições em que existe mais de um ponto, o que significa vários fornecedores, o Profibus atende da melhor forma.
Um aplicativo que ganha mais popularidade fornece o mais excelente dos dois mundos. Esta aplicação utiliza Modbus para a transmissão de dados entre o controlador mestre e um concentrador de dados e possui um local remoto onde este faz uso de um Profibus.
Versões de protocolo
Versões de protocolo neste dispositivo existem para portas Ethernet e seriais. As variantes dos protocolos Modbus são:
Modbus rtu
Para estabelecer a comunicação do protocolo, isso representa os dados em formato binário e é mais utilizado na comunicação serial. As mensagens nesta versão são divididas por períodos de inatividade. O formato que é seguido na versão RTU é uma verificação de redundância cíclica para verificar o mecanismo e isso garante a confiabilidade dos dados.
Modbus ASCII
Para estabelecer comunicação de protocolo, ASCII os caracteres são utilizados e implementados principalmente na comunicação serial. As mensagens nesta versão são divididas por dois pontos (“) e por uma nova linha (/). O formato que é seguido na versão ASCII é uma verificação de redundância longitudinal para verificar o mecanismo.
Modbus TCP
Esta versão do Modbus é implementada para comunicações através de Redes TCP / IP vinculando pela porta 502. Esta variante não requer nenhum tipo de cálculo de soma de verificação, pois os próprios níveis mais baixos fornecem isso.
Arquitetura Modbus TCP
Modbus Plus
Esta é a variante patenteada da Schneider Electric e, em contraste com outros tipos de variantes, suporta o tipo de comunicação ponto a ponto entre vários mestres. Ele precisa de um coprocessador comprometido para gerenciar HDLC rápido, como variação de token. Ele faz uso de um par trançado a 1 Mbit / s e consiste no isolamento do transformador colocado em cada nó. Um tipo específico de hardware é necessário para estabelecer uma conexão entre o Modbus + e os computadores, como o barramento ISA.
Os outros tipos de versões de protocolo são:
- Enron
- Pemux
- Modbus sobre UDP
Aplicativos Modbus
As principais aplicações são:
- Usado no domínio da saúde para analisar níveis de temperatura automatizados
- Análise do comportamento do tráfego
- Implementado em automação residencial para transferência de dados simplificada
- Empregado em indústrias como gás, petróleo, geotérmica, hidráulica, eólica e solar
Além desses, os outros conceitos importantes também a serem conhecidos no conceito são visualização de dados, tipos de registro, códigos de exceção, comunicação com esses dispositivos de gateway, codificação de dados neste tipo de RTU, representação de dados, resolução de problemas, velocidade e comunicação em série e mensagens. Este artigo fornece uma descrição geral do que é um Modbus, seu funcionamento, códigos de função, versões de protocolo e aplicativos.
A questão que surge e que deve ser crucialmente conhecida junto com todos esses é quais são os
