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Redes industriais - modbus, Notas de estudo de Engenharia Industrial

Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC-Minas)Engenharia Industrial

OSI e TCP/IP, Modbus, Profibus

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 24/12/2010

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jorge-willians-bernardo-lemos-6 🇧🇷

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MODBUS
Modbus é um protocolo de comunicação da camada de Aplicação, posicionado no nível 7 do
modelo OSI, que permite a comunicação cliente/servidor entre equipamentos de automação
conectados em diferentes tipos de barramentos ou redes.
Atualmente, o Modbus é implementado nos seguintes tipos comunicação:
TCP/IP em redes Ethernet
Transmissão serial assíncrona numa variedade de mídias (EIA-TIA-202-E, EIA-422,
EIA-TIA-485-A, fibra, rádio, etc).
Modbus Plus - rede de passagem de token de alta velocidade.
Essa versatilidade confere ao protocolo Modbus a possibilidade de utilização em diferentes
tipos de rede.
Qualquer tipo de equipamento (PLC, HMI, Control Panel, Driver, Motion control, I/o Device)
pode utilizar o protocolo Modbus para iniciar uma operação remota. A mesma comunicação
pode ser realizada utilizando-se linhas seriais numa rede padrão Ethernet com protocolo
TCP/IP.
A Fig. 2 mostra um exemplo de uma estrutura de comunicação entre diferentes tipos de
equipamentos interconectados por diferentes tecnologias de rede utilizando o protocolo
Modbus.
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MODBUS

Modbus é um protocolo de comunicação da camada de Aplicação, posicionado no nível 7 do modelo OSI, que permite a comunicação cliente/servidor entre equipamentos de automação conectados em diferentes tipos de barramentos ou redes. Atualmente, o Modbus é implementado nos seguintes tipos comunicação: TCP/IP em redes Ethernet Transmissão serial assíncrona numa variedade de mídias (EIA-TIA-202-E, EIA-422, EIA-TIA-485-A, fibra, rádio, etc). Modbus Plus - rede de passagem de token de alta velocidade. Essa versatilidade confere ao protocolo Modbus a possibilidade de utilização em diferentes tipos de rede. Qualquer tipo de equipamento (PLC, HMI, Control Panel, Driver, Motion control, I/o Device) pode utilizar o protocolo Modbus para iniciar uma operação remota. A mesma comunicação pode ser realizada utilizando-se linhas seriais numa rede padrão Ethernet com protocolo TCP/IP. A Fig. 2 mostra um exemplo de uma estrutura de comunicação entre diferentes tipos de equipamentos interconectados por diferentes tecnologias de rede utilizando o protocolo Modbus.

Descrição do Protocolo

i- Estrutura do pacote de comunicação do protocolo Modbus O ADU (apliccation data unit) é criado sempre pelo cliente que inicializa uma comunicação.

iv- Tamanho do PDU O tamanho do PDU (protocol data unit) do Modbus é limitado ao tamanho que foi definido na primeira implementação do protocolo para sua utilização em linhas de comunicação serial (max. RS485 ADU = 256 bytes). Portanto, o tamanho do Modbus PDU para comunicação em linhas seriais é igual a 253 bytes. 256 - Server Adress (1byte) - CRC (2 bytes) = 253 bytes conseqüentemente: RS232 / RS485 ADU = 253 bytes + Server Adress (1byte) + CRC (2 bytes) = 256 bytes. TCP Modbus ADU = 249 bytes + MBAP (7 bytes) = 256 bytes. Obs.: MBAP - Modbus Application Protocol v- Tipos de PDU O protocolo Modbus define três tipos de PDU´s: Modbus Request PDU Modbus Response PDU Modbus Exception Response PDU vi - Comunicação Serial Para a comunicação serial, o Modbus possibilita dois modos de comunicação entre os equipamentos: ASCII ou RTU. Após definir o modo de transmissão o usuário deve especificar os parâmetros de comunicação da porta serial (baud rate, parity mode, etc), que devem ser os mesmos para todos os equipamentos conectados a rede Modbus.

vi - Modo ASCII A grande vantagem é a possibilidade de intervalos grandes entre o envio dos dados de uma mesma mensagem. Para a identificação de início e fim de framing, são utilizados caracteres especiais. Neste modo o campo checksum e gerado pelo método LCR. vii - Modo RTU Sua principal vantagem em relação ao modo ASCII é a possibilidade de enviar uma maior densidade de caracteres, permitindo assim, um aumento no desempenho da comunicação. Não utiliza caracteres especiais para identificação de início e fim de framing. Para identificar esses campos, não deve haver nenhuma transmissão de dados por um período mínimo equivalente a 3,5 vezes o tempo necessário para a transmissão de uma palavra de dados.