Modbus

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Instituto de Educação Continuada

Pós Graduação em Automação Industrial

Sistemas de Controle

Modbus

Professor: Marcos Tadeu Pereira

Alunos: Jair Massola Junior


Belo Horizonte, novembro de 2009.
Índice

1 Introdução 3

2 O Protocolo 3

3 Comunicação 5

4 Camada de Enlace 6

5 Modelagem de Dados 7

6 Transição deDados em Protocolo Modbus 8

7 Conclusão 9

Referências 9

1 Introdução

O protocolo Modbus foi desenvolvido pela empresa Modicon em 1978/79 como um simples meio de troca de dados entre controladores e sensores baseada na comunicação mestre-escravo / cliente-servidor.

Uma vez desenvolvido, foi largamente difundido e bem aceito pelo meio industrial. Por se tratar-se de um protocolo aberto,tornou-se um dos protocolos mais implementados em diversos produtos de diversos fabricantes para área de automação industrial.

A Modicon (atualmente Schneider Electric) ajudou no desenvolvimento de uma organização de usuários e desenvolvedores independentes chamada Modbus–IDA, a qual é organização com fins não lucrativos agrupando usuários e fornecedores de dispositivos de automação que visam aadoção do pacote de protocolos Modbus e a evolução da arquitetura de endereçamento para sistemas de automação distribuídos em vários segmentos de mercado. Esta organização também fornece a infraestrutura para obter e compartilhar informação sobre os protocolos, suas aplicações e a certificação de dispositivos visando simplificar a implementação pelos usuários.

2 O Protocolo

O Modbus é um protocoloque se encontra na camada de aplicação, posicionada na camada 7 do modelo OSI e que provê a troca de dados no modelo Cliente / Servidor entre equipamentos conectados em diferentes tipos de redes, como ilustra a figura abaixo:

Os protocolos MODBUS são usados associados com outros protocolos da camada de enlace e camada física (RS-232, RS-485 e Ethernet). Eles definem uma estrutura de mensagensde comunicação usadas para transferir dados discretos e analógicos entre dispositivos microprocessados com detecção e informação de erros de transmissão. Basicamente existem 3 tipos de protocolo Modbus:

* MODBUS TCP/IP: utilizado para comunicação entre sistemas de supervisão e controladores lógicos programáveis; é encapsulado no protocolo TCP/IP e transmitido através de redes padrão ethernetcom controle de acesso ao meio por CSMA/CD.

* MODBUS PLUS: usado para comunicação entre 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).

* MODBUS PADRÃO: usado para comunicação dos CLPs comos dispositivos de entrada e saída de dados, instrumentos eletrônicos inteligentes (IEDs), 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.

A figura a seguir ilustra a aplicação dos tipos de protocolos Modbus;

3 Comunicação

Na comunicação em uma rede Modbus, o protocolo determina comoo dispositivo conhecerá seu endereço, reconhecerá uma mensagem endereçada para ele, como determinar o tipo de ação a ser tomada e como extrair o dado ou outra informação qualquer contida na mensagem. Se uma resposta é necessária, como o dispositivo construirá uma mensagem e a enviará.

O mestre pode endereçar mensagens para um escravo individual ou enviar mensagens para todos (broadcast). Osescravos retornam uma mensagem somente para as consultas endereçadas especificamente para ele. As mensagens broadcast não geram respostas.

Durante a troca de mensagens entre os dispositivos a comunicação ocorre da seguinte forma:

A composição da mensagem é ilustrada através da tabela a seguir:
Endereçamento (1 byte) | Código da Função (1 byte) | Bytes de Dados | Verificação de Erros (2 bytes) |...
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