Redes Industriais ModBus RTU

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2 Padrão EIA RS-232 O padrão RS (Recommended Standart) é uma padronização de interface para comunicação de dados criada nos anos 60 por um comitê da Electronic Industries Association (EIA). O equipamento que processa os sinais RS232 são denominados DTE (Data Terminal Equipament) e os equipamentos de interface (modem) são denominados DCE (Data Circuit-Terminating Equipament)

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5 Padrão EIA RS-422/485 A RS422/485 é um dos padrões físicos mais utilizados em sistemas de comunicação industrial. Este padrão permiti a interligação dos dispositivos através de 02 fios em sistema Multidrop com alta confiabilidade na transmissão dos dados. - Distancia máxima de 1200m - Taxa de transmissão de ate 10Mbps - Maximo de 32 dispositivos na mesma rede física

6 Padrão EIA RS-485

7 Padrão EIA RS-422

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9 O protocolo MODBUS foi criado em 1978 pela Modicon (hoje Schneider Automation). O protocolo visava originalmente implementar uma maneira simples de transferir dados entre controladores, sensores e atuadores usando uma porta RS232 (serial convencional). Após sua criação, tornou-se padrão industrial de-facto adotado por muitas empresas com uma segunda opção para intercâmbio de dados. MODBUS é um protocolo proprietário da Schneider Automation. No entanto, a Schneider Automation optou por uma licença sem royalties e as especificações do protocolo estão disponíveis em seu web-site gratuitamente. Home-Page:

10 MODBUS é uma estrutura de troca de mensagens usada para comunicação tipo mestre/escravos entre dispositivos inteligentes. Como o protocolo MODBUS é somente uma estrutura de troca de mensagens, ele é independente da camada física subjacente. MODBUS é usualmente implementado usando RS232, RS422, ou RS485 sobre uma variedade de meios de transmissão (fibra, rádio, celular, etc.). Algumas variantes do protocolo original foram criadas posteriormente. MODBUS PLUS: é um protocolo de maior velocidade baseado em token passing e que usa a estrutura de mensagens do MODBUS original. Os chips MODBUS PLUS são disponibilizados pela Schneider Automation através de um programa chamado MODCONNECT.

11 MODBUS TCP/IP: usa TCP/IP e Ethernet para transportar a estrutura de mensagens MODBUS. As especificações do MODBUS/TCP são de acesso público e não há royalties. MODBUS TCP está disponível na página:

12 MODBUS ASCII (American Standart Code for Information Interchange) Cada 8 bits na mensagem é representado por dois caracteres ASCII. Vantagem deste sistema é que pode se trabalhar com intervalos de ate 01 segundo entre caracteres, sem erros de comunicação. Codificação Mensagem Check erros Hexadecimal, ASCII (0-9 e A-F) 1 Start bit 7 Data bits 1 bit de paridade 1 stop bit LRC (Longitudinal Redundancy Check)

13 MODBUS RTU (Remote Terminal Unit) Cada 8 bits na mensagem é representado por dois caracteres Hexadecimal. Vantagem deste sistema é que devido a grande densidade de caracteres é possível trabalhar com throughput maior em relação ao ASCII com o mesma velocidade de comunicação, porem a mensagem deve ser transmitida de maneira continua. Codificação Mensagem Check erros Hexadecimal (0-9 e A-F) 1 Start bit 8 Data bits 1 bit de paridade 1 stop bit CRC (Cyclical Redundancy Check)

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15 Cada tipo de variável é lida/escrita em uma área de memória especifica

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18 Qual tipo de solicitação esta representada acima?

19 Qual tipo de solicitação esta representada acima?

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

22 Redes Industriais ModBus TCP/IP Como não há diferenças entre mestre e escravo, qualquer nó com uma porta TCP pode acessar qualquer outro nó, possibilitando a implementação de comunicação ponto-a-ponto entre os antigos escravos. A mensagem é encapsulada em um pacote TCP/IP. Os comandos são enviados por um cliente usando uma mensagem TCP/IP para a porta 502 de um servidor, que responde com o dado desejado encapsulado em um pacote TCP/IP. O encapsulamento TCP não modificou a estrutura básica da mensagem original do Modbus. As diferenças estão na interpretação do endereço e na verificação de erro. No endereçamento, o campo do endereço do escravo foi substituído por um único byte chamado de Identificador único que pode ser usado para comunicação via dispositivos como gateways e briges que usam um único endereço IP para integrar vários dispositivos. Não são usados os campos CRC ou LRC para verificação de erro. São usados os mecanismos semelhantes do já existentes do TCP/IP e protocolo Ethernet.

23 Redes Industriais ModBus TCP/IP

24 Redes Industriais ModBus TCP/IP O MODBUS TCP/IP sempre utiliza a porta 502 como Server

25 e TCP NetDecoder Analyser

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