Protocolo de Comunicación “MODBUS”

INTEGRANTES : Marcelo Colque. Edwin Bautista

Asignatura : Supervisión Y Adquisición De Datos

Docente: Roberto Gómez A.Fecha: miércoles 27 de noviembre 2013

Índice temático

¿Que es el protocolo Modbus?

Máster/slave

Seriales RS-232 y RS-485

Modos de Transmisión

Estructura de los mensajes en modo RTU

Modbus plus

Conclusión

Introducción • A continuacion se hablara sobre el protocolo

de comunicación modbus uno de los aplicados en la industria y en el mundo. Sus inicios y avances, ademas de conocer sus su funcionamiento y tramas

Objetivos

-conocer Modbus, funcionamiento y su historia y evolución

- Conocer sus tramas y comunicación- abordar sobre el tema máster Slave

¿Que es el protocolo Modbus?

El protocolo de comunicación Modbus  Fue desarrollado en 1979 por la empresa

norteamericana MODICON para su gama de controladores lógicos programables (PLCs) y

debido a que es público, relativamente sencillo de implementar y flexible se ha convertido en uno

de los protocolos de comunicaciones más populares en sistemas de automatización y control. Se

encuentra situado en el nivel 7 del Modelo OSI.

Principales Características

• Control de acceso al medio tipo Maestro/Esclavo.

• El protocolo especifica: formato de trama, secuencias y control de errores.

• Existen dos variantes en el formato: ASCII y RTU

• A cada esclavo se le asigna una dirección fija y única en el rango de 1 a 247. ´

• La dirección 0 esta reservada para mensajes de difusión sin respuesta.

Master/ slave (maestro/ esclavo)

MASTER: Son estaciones activas que pueden tomar el control del bus durante una cantidad de tiempo limitada. Un Master puede controlar varios esclavos.SLAVES: Los esclavos solo responden cuando son interrogados por el maestro; no controlan el bus.El MODBUS siempre funciona con un maestro y uno o más esclavos, siendo el maestro quién controla en todo momento el inicio de la comunicación con los esclavos, que según la especificación pueden ser hasta 247 en una misma red. El esclavo por otro lado se limita a retornar los datos solicitados por el maestro, así de simple es la comunicación usando el MODBUS, el maestro envía los mensajes y el respectivo esclavo los responde.

COMUNICACIÓN SERIAL

En una interfaz serial los bits de datos son enviados de modo secuencial a través de un canal de comunicación o bus. Diversas tecnologías utilizan comunicación serial para la transferencia de datos, incluyendo las interfaces RS232 y RS485.

Modos de Transmisión del MODBUS Los modos de transmisión definen como se envían los paquetes de datos entre maestros y esclavos, el protocolo MODBUS define dos principales modos de transmisión:

MODBUS RTU:La comunicación entre dispositivos se realiza por medio de datos binarios. Que va de “ 0 a 255”Esta es la opción más usada del protocolo.

MODBUS ASCII :La comunicación entre dispositivos se hace por medio de caracteres ASCII. Que va de “0 - 9” y “A – F”

Estructura de los mensajes formato general

Dirección: en esta parte el el maestro inicia la comunicación enviando un byte con la dirección del esclavo donde debe llegar el mensaje, cuando el esclavo responde inicia un mensaje con su propia dirección, dando a conocer al maestro cual de los esclavos esta enviando el mensaje.

Código de la función: en este campo hay un único byte donde el maestro especifica el tipo de función solicitada al esclavo. De acuerdo al protocolo, cada función es utilizada para acceder a un tipo especifico de dato

Campo de datos: el formato y contenido de este campo dependen de la función utilizada y los valores transmitidos

CRC ó control de errores: en esta parte del campo es para el cheque de errores de transmisión.El método utilizado es el CRC 16. este campo es formado por 2 bytes donde primero se transmite el byte menos significativo (CRC-) y después el de mas significativo (CRC+)

• Codificación ASCII:• Inicio de trama: 2 caracteres ASCII • ( que representan 1 byte ) codificando el carácter “:” (0x3A).• Número Esclavo: 2 caracteres ASCII ( que representan 1 byte ) codificando la

dirección del esclavo destino ( o origen ) de la trama.• Código Operación: 2 caracteres ASCII ( que representan 1 byte ) con el

código de operación.• Dirección, datos y sub funciones Datos: con los parámetros necesarios para

realizar la operación.• LRC(16): H L.• Final de trama: 4 caracteres ASCII ( que representan 2 bytes ) con los

caracteres CR (0x0D) - LF (0x0A).• Modbus ASCII es una representación legible del protocolo pero menos

eficiente

• Codificación RTU (en el formato binario, el inicio de trama debería ser tras 3.5 tiempo de carácter):

• Número Esclavo: 1 byte con la dirección del esclavo destino ( o origen ) de la trama.

• Código Operación: 1 byte con el código de operación• Sub funciones Datos: con los parámetros necesarios

para realizar la operación.• CRC(16): H L• Modbus RTU es una representación binaria compacta

de los datos.

• Función 5 ( Force Single Coil )• Permite modificar el estado de una DO del esclavo ( mando o

relé ) . • Función 7 ( Read Exception Status )• Permite la lectura rápida de un byte fjo de un esclavo, que

generalmente es el de excepción y que informa del estado del equipo. No tiene dirección del byte debido a que siempre se lee el mismo byte ( determinado por el propio dispositivo esclavo)

• Función 1 o 2 ( 1 Read Coil Status - 2 Read Input Status )• Permite realizar la lectura del estado de las DIs (@1XXXX el

comando 2-Read input status) o DOs (@0XXXX el comando 1-Read Coil Status)

El MODBUS siempre funciona con un maestro y uno o más esclavos, siendo el maestro quién controla en todo momento el inicio de la comunicación con los esclavos, que según la especificación pueden ser hasta 247 en una misma red. El esclavo por otro lado se limita a retornar los datos solicitados por el maestro, así de simple es la comunicación usando el MODBUS, el maestro envía los mensajes y el respectivo esclavo los responde.Cada esclavo tiene su propia dirección, que puede ir desde 1 hasta 247.El maestro siempre inicia la comunicación enviando un paquete de información bien estructurado a todos los esclavos, entre otras muchas cosas en la información se incluye el número del esclavo.El esclavo elegido responde, enviando lo que se le pide por medio también de un paquete de información bien estructurado.

Modbus plus

Es una versión mas extendida de modbus y es exclusiva de modicom, para la línea de sus plcs, la información se envía a través de un cable RS 485,  Con una velocidad de 1 Mbit/s en un par trenzado

La Conectividad Modbus-Plus está disponible para muchos productos diferentes, tales como PLC, inversores, unidades y S /. Modbus Plus es un maestro / esclavo de bus de campo basado en la tecnología de transmisión RS-485 y un protocolo de paso de testigo para aplicaciones de control industrial. Dispositivos de red pueden intercambiar mensajes de control y seguimiento de los procesos en lugares remotos en la planta industrial.

Conclusión

Podemos decir que el protocolo modbus es uno de los mas simples y sencillos de implementar esta en la capa 7 del modelo OSI, la tramas de comunicación son sencillas y efectivas y evita el error a través de su ultima capa, del funcionamiento master/slave se puede decir que solo el master puede ejecutar acciones y analiza las información y solo los esclavos pueden enviar esta información cuando es solicitada

Gracias Por Su Atención