Funções do protocolo Modbus

Introdução

As redes industriais foram criadas, a fim de criar uma solução eficiente e barata para conexão entre os mais distintos dispositivos de um processo de automação. O protocolo tem papel importante nisso, já que são eles que determinam o “idioma” da rede e permite que um dispositivo converse com outro. Padrões surgem aos montes. Criados pelos fabricantes dos equipamentos, os protocolos são às vezes “padrão” para uma única marca. E é neste ponto que os protocolos padronizados perdem seu sentido. São inúmeras as vezes em que se tentou instituir um padrão que fosse adotado por todos os fabricantes. Com a evolução da tecnologia nos equipamentos, vemos cada vez mais dispositivos capazes de se comunicar com os mais diversos protocolos

Protocolo MODBUS

O protocolo MODBUS é uma estrutura de mensagem desenvolvida pela Modiconem 1979, usada para estabelecer comunicação entre os dispositivos mestre-escravo /cliente-servidor. Ele é de fato um padrão, muitos protocolos de rede industriais utilizam este protocolo em seu ambiente. O protocolo ModBUS disponibiliza um padrão de indústria através do método MODBUS para trocar mensagens.

Comunicação entre os dispositivos MODBUS

Os dispositivos MODBUS comunicam utilizando a técnica mestre-escravo no qual permite que somente um dispositivo (o mestre) possa iniciar as transações (chamadas de queries). Os outros dispositivos (escravos) respondem de acordo com o pedido do mestre, ou de acordo com a tarefa em questão. Um dispositivo periférico escravo (válvula, drive de rede ou outro dispositivo de medição), que processa a informação e envia o dado para o mestre. A verificação de erro é efetuada opcionalmente pela paridade de cada byte transmitido e obrigatoriamente pelo método LRC ou CRC sobre toda a mensagem. OLRC descarta os caracteres de inicio e fim de mensagem. O CRC descarta os bits de inicio, paridade e parada de cada byte:

O dispositivo mestre espera uma resposta por um determinado tempo antes de abortar uma transação (timeout).O tempo deve ser longo o suficiente para permitir a resposta de qualquer escravo.

Se ocorre um erro de transmissão, o escravo não construirá a resposta para o mestre. Será detectado um “timeout” e o modbus este tomará as providências programadas. Tipos de protocolos MODBUS

O MODBUS TCP/IP

é usado para comunicação entre sistemas de supervisão e controladores lógicos programáveis. O protocolo Modbus é encapsulado no protocoloTCP/IP e transmitido através de redes padrão ethernet com controle de acesso ao meio por CSMA/CD.O

MODBUS PLUS

é usado para comunicação entre si de controladores lógicos programáveis, módulos de E/S, chaves de partida eletrônica de motores, interfaces homem máquina etc. O meio físico é o RS-485 com taxas de transmissão de 1 Mbps,controle de acesso ao meio por HDLC (High Level Data Link Control).O

MODBUS PADRÃO

é usado para comunicação dos CLPs com os dispositivos de entrada e saída de dados, instrumentos eletrônico os inteligentes (IEDs) como relésde proteção, controladores de processo, atuadores de válvulas, transdutores de energia e etc. o meio físico é o RS-232 ou RS-485 em conjunto com o protocolo mestre-escravo.

Mapa do registrador MODBUS

Os dispositivos MODBUS usualmente incluem um mapa de registro MODBUS.As funções do MODBUS funcionam sobre um registrador de mapa, configuração econtrole de módulo I/O. Verifique a referência no mapa de registro do seu dispositivo para obter uma melhor compreensão da operação.

Modo de transmissão serial para a rede MODBUS

O modo de transmissão define o conteúdo de bit da mensagem a ser transmitida na rede e como a informação da mensagem será empacotada na mensagem e descompactada. O padrão MODBUS emprega os dois modos de transmissão:

•ASCII Mode;

•RTU Mode.O modo de transmissão é usualmente selecionado com outros parâmetros deporta de comunicação serial como baud rate, paridade e etc.

Modo de transmissão ASCII

No modo de transmissão ASCII (American Standard Code for InformationInterchange), cada byte de caráter em uma mensagem é enviado dois caracteres sem geração de erros.

Modo de Transição RTU (Remote Terminal Unit)

No modo RTU (Remote Terminal Unit), cada mensagem de 8 bits contém dois caracteres hexadecimais de 4 bits.

Funções do MODBUS

A função do código de campo da mensagem é colocar dois caracteres (no modoascii), ou oito bits (no modo RTU) que digam ao escravo que ação ele deve tomar. Funções válidas de código valem de 1 até 255, porém nem todos os códigos serão aplicados para o módulo e alguns códigos ficarão reservados para uso futuro.

Campo de dados do MODBUS

O campo de dados disponibiliza ao escravo alguma informação necessária pelo escravo para completar a ação específica pelo código da função. O dado é formado de bytes de caracteres múltiplos (um par de caracteres ASCII no modo ASCII), ou de dois dígitos hexadecimais no modo RTU, na faixa de 00h até FFh.Os dados tipicamente incluem registradores de endereços, contadores de valores e escrita de dados. Se nenhum erro é encontrado, o campo de dados da resposta do escravo retornará do pedido de dados. Se alguns erros ocorrem, o campo de dado retorna um código de exceção que a aplicação mestre pode usar para determinar aproximação a tomar.

Protocolo PROFIBUS

PROFIBUS desenvolvido na Alemanha, inicialmente pela Siemens em conjuntocom a Bosch e Klockner-Moeller em 1987. Em 1988 tornou-se um "Trial UseStandard" no contexto da norma DIN (DIN V 19245, parte 1), que define as camadas Física e Enlace. Posteriormente, grupo de 13 empresas e 5 centros de pesquisa propôs alterações nas camadas