El protocolo Modbus generalmente se conoce como el abuelo de las redes industrializadas. En la era actual de los servicios web y los protocolos de comunicación de Internet, la comunicación y la solicitud de respuesta a los escenarios de comunicación son prácticamente pintorescos. Protocolos Modbus se configuran fácilmente según los requisitos industriales y comerciales. Debido a esta popularidad extrema y las aplicaciones generalizadas en múltiples dominios, este artículo proporciona una descripción detallada de la comunicación Modbus, sus códigos funcionales, implementaciones y aplicaciones.

¿Qué es Modbus?

Modbus es el RTU de estándar abierto, donde muchas organizaciones e ingenieros lo implementan en su dispositivo sin incluir ningún tipo de pago. Este protocolo se considera el protocolo de comunicación más ubicuo y generalmente accesible como un medio para conectar equipos electrónicos de ingeniería.

De forma detallada, esta es la comunicación Protocolo que se emplea para la transmisión de información entre los equipos electrónicos a través de líneas serie o mediante conexiones Ethernet. En una condición de estándar abierto, cualquiera puede implementarlo. Probablemente se utilice para la conexión de un sistema que controla mediante una RTU en disminución en el dominio del poder.

El protocolo de Modbus está bien definido como un protocolo maestro y esclavo, lo que significa que una herramienta que funciona como maestro hará que una o más herramientas funcionen como esclavas. Esto indica claramente que el esclavo no tomará datos, debe esperar hasta que se le solicite la información. El maestro escribirá información en los dispositivos esclavos y luego leerá la información de los registros esclavos al maestro. Siempre existirá una dirección registrada desde la perspectiva de los registros esclavos.

¿Cómo funciona el protocolo de comunicación Modbus?

Como la Unidad Terminal Remota (RTU) de este tipo de estándar abierto emplea un enfoque maestro y esclavo para crear comunicación entre varios dispositivos, esto corresponde a que cualquier tipo de aplicación que emplee el escenario RTU poseerá un dispositivo maestro Modbus y un mínimo de uno. Dispositivo esclavo. Esto indica claramente que el esclavo no tomará datos, debe esperar hasta que se le solicite la información.

Comunicación Modbus

La comunicación maestro y esclavo entre los dispositivos se habilita a través de redes o buses seriales. En el OSI enfoque, Modbus se coloca en la séptima capa. El propósito de esto es solicitar el protocolo y luego entregar los servicios correspondientes mencionados por códigos funcionales. Estos códigos funcionales del protocolo Modbus RTU son los componentes de la solicitud Modbus.

Para desarrollar la unidad de datos de la aplicación Modbus, la unidad de entrega debe iniciar una transacción de dispositivo. Esta es la operación que notifica al servidor que trabaje en el tipo de operación especificado. El diseño de la solicitud que inicia el dispositivo maestro está determinado por el protocolo de aplicación. Luego, el código de función se codificará como 8 bits, que es un byte. Solo los códigos de función que están en el rango de 1-25 se consideran válidos y en este 128-255 se reservan para respuestas excepcionales.

Arquitectura

Cuando hay una solicitud / mensaje de maestro a esclavo, esto significa que es el campo de código de función el que notifica al servidor que realice la acción solicitada. Para algunas operaciones, también habrá algunos códigos subfuncionales. Por ejemplo, el dispositivo maestro puede leer las transiciones ON y OFF de un grupo de varias entradas / salidas.

También lee o escribe la información de un grupo de registros Modbus. Cuando el maestro recibe la respuesta del esclavo, el esclavo utiliza el campo de código de función para indicar que se trata de una respuesta excepcional o no excepcional. El dispositivo esclavo resonará para la solicitud del primer código de función si hay una respuesta normal.

Así es como el Protocolo de comunicación Modbus ha funcionado.

Códigos de función

El protocolo de Modbus identifica múltiples códigos de función para obtener accesibilidad para los registros. Hay principalmente cuatro bloques de datos distintos caracterizados por Modbus y aquí puede ocurrir la superposición de números de registro o direcciones. Entonces, debido a esto, se debe definir una definición exacta donde se requieren direcciones y donde se requieren códigos funcionales.

La siguiente tabla resume claramente los Códigos de función Modbus . Existe solo una subcategoría de estos códigos. Pero para algunas aplicaciones correspondientes, es posible que no se apliquen.

Código de función Modbus	Tipo de registro
1	Bobina de lectura
2	Lectura de entradas discretas
3	Lectura de tenencia registros
4	Lectura de registros de entrada
5	Escritura de bobina simple
6	Escritura de registro de explotación única
15	Escritura de múltiples bobinas
16	Escritura de múltiples registros de tenencia

Profibus v / s Modbus

Para comparar Profibus y Modbus como aplicaciones independientes, cada una de las dos tiene múltiples beneficios y aplicaciones.

“teoría del motor de corriente continua de imán permanente ”

Modbus tiene una construcción simple, un funcionamiento optimizado y un protocolo fácilmente accesible. Aunque existe alguna diferencia en el protocolo por sí mismo y en la definición de la capa física, esto genera problemas en las operaciones de múltiples proveedores. Mientras que Profibus es el protocolo más complicado que se construyó para automatizar todas las industrias. Opera excepcionalmente en las funcionalidades de múltiples proveedores que tienen módems y realiza diagnósticos exhaustivos.

En el momento de la conexión del dispositivo inteligente con el controlador en un enfoque de punto a punto, o si existe una ubicación remota, Modbus sirve este escenario de la mejor manera. En las condiciones en las que existe más de un punto, lo que significa varios proveedores, Profibus ofrece los mejores resultados.

Una aplicación que gana más popularidad ofrece lo mejor de ambos mundos. Esta aplicación utiliza Modbus para la transmisión de datos entre el controlador maestro y un concentrador de datos y tiene una ubicación remota donde hace uso de un Profibus.

Versiones de protocolo

Versiones de protocolo en este dispositivo existen para puertos Ethernet y serie. Las variantes de los protocolos Modbus son:

Modbus rtu

Para establecer la comunicación de protocolo, esto representa datos en formato binario y se utiliza principalmente en la comunicación en serie. Los mensajes de esta versión están divididos por períodos de inactividad. El formato que se sigue en la versión RTU es una verificación de redundancia cíclica para verificar el mecanismo y esto asegura la confiabilidad de los datos.

Modbus ASCII

Para establecer comunicación de protocolo, ASCII Los caracteres se utilizan y se implementan principalmente en la comunicación en serie. Los mensajes de esta versión están divididos por dos puntos (“) y por una nueva línea al final (/). El formato que se sigue en la versión ASCII es una verificación de redundancia longitudinal para verificar el mecanismo.

Modbus TCP

Esta versión de Modbus está implementada para comunicaciones a través Redes TCP / IP vinculación sobre el puerto 502. Esta variante no requiere ningún tipo de cálculo de suma de comprobación, ya que los niveles inferiores lo proporcionan.

Arquitectura Modbus TCP

Modbus Plus

Esta es la variante patentada de Schneider Electric y, a diferencia de otros tipos de variantes, admite comunicaciones de igual a igual entre varios maestros. Necesita un coprocesador comprometido para administrar HDLC rápido, como la variación de token. Hace uso de un par trenzado a 1 Mbit / sy consiste en un aislamiento de transformador colocado en cada nodo. Es necesario un tipo específico de hardware para establecer una conexión entre Modbus + y las computadoras, como el bus ISA.

Los otros tipos de versiones de protocolo son:

Enron
Pemux
Modbus sobre UDP

Aplicaciones Modbus

Las principales aplicaciones son:

Se utiliza en el ámbito sanitario para analizar niveles de temperatura automatizados.
Análisis del comportamiento del tráfico
Implementado en domótica para una transferencia de datos optimizada
Empleado en industrias como Gas, Petróleo, Geotermia, Hydel, Eólica y Solar

Además de estos, los otros conceptos principales que también se conocen en el concepto son visualización de datos, tipos de registro, códigos de excepción, comunicación con estos dispositivos de puerta de enlace, codificación de datos en este tipo de RTU, representación de datos, resolución de problemas, velocidad y comunicación serial y mensajería. Este artículo ofrece una descripción general de lo que es un Modbus, su funcionamiento, códigos de función, versiones de protocolo y aplicaciones.

La pregunta que surge y que debe conocerse de manera crucial junto con todos estos es ¿cuáles son los