Automação Subestações Centros Controle. Protocolo MODBUS



Documentos relacionados
COMUNICAÇÃO SERIAL ENTRE EQUIPAMENTOS

Capítulo V. Protocolos seriais para automação. Automação de subestações. 64 O Setor Elétrico / Maio de Protocolos de comunicação

Redes Industriais ModBus RTU

Rede de Computadores. Carlos Eduardo Pereira GCAR GCAR. IMP= Interface Message Processor. hosts. IMPs. Referência: Tanenbaum - Redes de Computadores

RCO2. Introdução à camada física

Quadro de consulta (solicitação do mestre)

Prof. Samuel Henrique Bucke Brito

Comunicação Serial. Comunicação Serial RS232

O que é uma rede industrial? Redes Industriais: Princípios de Funcionamento. Padrões. Padrões. Meios físicos de transmissão

Módulo de Comunicação

Guia de Cabeamento para Portas de Console e AUX

Prof. Manuel A Rendón M

Redes de Comunicações/Computadores I Secção de Redes de Comunicação de Dados

Visão Geral do Protocolo CANBus

Tecnologia e Infraestrutura. Conceitos de Redes

Comunicação de dados. Introdução

Manual da Comunicação Modbus-RTU

MANUAL DE INSTRUÇÕES. Conversor USB P/ RS-232/422/485 Modelo D501 Revisão 2

Meios Físicos de Transmissão

Redes Industriais. Centro de Formação Profissional Orlando Chiarini - CFP / OC Pouso Alegre MG Inst.: Anderson

Estrutura de um Rede de Comunicações. Redes e Sistemas Distribuídos. Tarefas realizadas pelo sistema de comunicação. Redes de comunicação de dados

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA APLICADA INF Redes de Computadores N

DARUMA INFORMAÇÃO TÉCNICA Aprovado por: Paulo Bettega

Introdução. Arquitetura de Rede de Computadores. Prof. Pedro Neto

Módulo de Conversão RS232/RS485

Segunda Lista de Exercícios

Redes de Computadores

RS Especificação e Utilização

S i s t e m a s d e E n e r g i a

2 Conceitos de transmissão de dados

REDES DE COMPUTADORES

Relé Inteligente SRW 01 V1.3X

UTP ( PAR TRANÇADO SEM PROTEÇÃO)

Estrutura de um Rede de Comunicações. Redes de comunicação. de Dados. Network) Area. PAN (Personal( Redes de. de dados

Prof. Manuel A Rendón M

CAPÍTULO 5. INTERFACES PARA PERIFÉRICOS DE ARMAZENAMENTO INTERFACES DIVERSAS: FIREWIRE, SPI e I 2 C INTERFACES COM O MUNDO ANALÓGICO

Conversor Ethernet Serial CES-0200-XXX-XX. Manual V3.9

RS-232 para RS-485 Manual do Utilizador

Cabeça de Rede de Campo PROFIBUS-DP

REDES DE COMPUTADORES

ISOLADOR FOTOELÉTRICO INTERFACE EM SÉRIE RS-232

Interfaces: blindagem, ligação à terra e linhas de transmissão. Revisões. Interfaces: blindagem, ligação à terra e linhas de transmissão

Estrutura de um Rede de Comunicações

REDES DE COMPUTADORES

Redes de Computadores IEEE 802.3

Arquitetura de Computadores Arquitetura de entrada e saída

MÓDULO 7 Modelo OSI. 7.1 Serviços Versus Protocolos

REDES COMPUTADORES. Origem, Evolução e Conceitos Básicos

Modelo de Comunicação

Manual do Usuário PRELIMINAR

Introdução às Redes de Computadores

Exercícios de Redes de Computadores Assuntos abordados: Conceitos gerais Topologias Modelo de referência OSI Modelo TCP/IP Cabeamento 1.

Meio Físico. Mensagem. Protocolo. Emissor e Receptor. Data Terminal Equipment Data Communications Equipment

Universal Serial Bus USB

QUANDO TRATAMOS SOBRE MEIOS DE TRANSMISSÃO, DEVEMOS ENFATIZAR A EXISTÊNCIA DE DOIS TIPOS DESSES MEIOS, SENDO:

Evolução na Comunicação de

Universidade de Brasília

Conversor Wi-Fi Serial CWS-0200-XXX-XX. Manual V2.2

Redes de Computadores

Descrição do Produto. Dados para Compra. Itens Integrantes

Prof. Manuel A Rendón M

Multimedidores Inteligentes IDM96 Modo de uso do software IBIS_BE_cnf. ABB Automação. Hartmann & Braun

Cap 01 - Conceitos Básicos de Rede (Kurose)

A idéia hardware sugerida é colocar a placa entre o PC e o microcontrolador, conforme mostrado no esquema abaixo.

09/06/2011. Profª: Luciana Balieiro Cosme

André Aziz Francielle Santos Noções de Redes

Organização de Computadores 1

Fundamentos de Comunicação de Dados e protocolos de redes

Prof. Manuel A Rendón M

CAPÍTULO 2 CARACTERÍSTICAS DE E/S E PORTA PARALELA

Redes de computadores

Redes de Computadores II Prova 3 13/07/2012. Nome:

Portas Paralelas e Seriais IEEE 1284, RS 232, USB e IEEE 1394 (Firewire) Porta Paralela no PC

Barramentos e Interfaces

Davidson Rodrigo Boccardo

Relé Inteligente SRW 01 V4.0X

Arquitetura de Redes de Computadores - aula 3

Arquitetura CAN. José Sérgio da Rocha Neto

smar web:

Multimedidores Inteligentes MGE G3 Modo de uso do software IBIS_BE_cnf. ABB Automação. Hartmann & Braun

Interconexão de redes locais. Repetidores. Pontes (Bridges) Hubs. Pontes (Bridges) Pontes (Bridges) Existência de diferentes padrões de rede

Tutorial 160 CP FBs - Elipse Scada (RS232 Protocolo MODBUS)

CD-400 Somador de Sinal

A Interface Serial e o Padrão RS-232

IEEE 1394 PORQUE OUTRO BARRAMENTO? Grande crescimento do número de conectores no PC. Equipamentos analógicos migrando para digital

Largura de banda e Throughput (Tanenbaum,, 2.1.2)

Centro Federal de Educação Tecnológica CEFET/BA

Administração de Sistemas de Informação Gerenciais

COMUNICAÇÃO SERIAL. Prof. Clayrton Henrique Microprocessadores Aula 30 Rev.02

RCO2. LANs, MANs e WANs Visão geral

Redes de Computadores LFG TI Bruno Guilhen. 1

Centro Tecnológico de Eletroeletrônica César Rodrigues. Atividade Avaliativa

REDES DE COMPUTADORES Prof. Ricardo Rodrigues Barcelar

Arquitetura e Organização de Computadores

(Open System Interconnection)

Claudivan C. Lopes

TI Aplicada. Aula 05 Redes de Computadores (parte 2) Prof. MSc. Edilberto Silva

Transcrição:

Protocolo MODBUS Paulo Roberto Pedroso de Oliveira (11) 3378 8600 (11) 9935 9080 ASCC Automação de e de prpasc@gmail.com http://www.ascx.com.br

Protocolos de Comunicação Regras que governam a comunicação entre dispositivos eletrônicos Interconexão e Interoperabilidade Confiabilidade (detecção e correção de erros) Resiliência (falhas topológicas) Modelo OSI de 7 camadas Camada Física RS 232 fios de cobre RS 485 fios de cobre Ethernet fios de cobre Ethernet Fibra ótica Protocolos Proprietários Courrier, SPA, LON

4 a 20 ma. Protocolos seriais. IEC 60870 101 DNP3 MODBUS Protocolos de Comunicação Abertos Regras que governam a comunicação entre dispositivos eletrônicos Modelo Mestre / Escravo Protocolo Setor Elétrico com arquitetura de Redes (LAN/WAN), orientado a objetos. IEC 61850 Protocolos Industriais com arquitetura de Redes (LAN/WAN), orientado a objetos. Profibus Foundation DeviceNet Modelo de Rede Multcast OPC OLE for Process Control Compatibilizar vários protocolos com Supervisórios e níveis superiores da aplicação.

MODBUS Padrão especificado em 1979. Comunicação Serial Mestre / Escravo ou Rede Cliente / Servidor Functions Codes PDU Protocol Data Units Port 502 Token pass

A INFORMAÇÃO NA CADEIA DE AQUISIÇÃO A IMPORTÂNCIA DA COMPATIBILIDADE ENTRE OS VÁRIOS ELOS Formato dos dados e escalas de engenharia Processo Elétrico Fiação Relação TP TC Trandutores 4 A 20 ma Protocolo de Comunicação Configuração do Protocolo IED ou UTR Conversores A/D Banco de Dados Posição Seccionadora ou Disjuntor Telecomando Aplicativo Gerencial Softwares Visuais Centro de Operação Banco de Dados Cliente da UTR Servidor do Aplicativo Gerencial Telessinal Ponto Simples 0 Aberto 1 Fechado Telessinal Ponto Duplo 0 0 Em trânsito 0 1 Aberto 1 0 Fechado 1 1 Estado Proibido Telecomando Simples 0 Abrir 1 Fechar Telecomando Duplo 0 0 Comando Proibido 0 1 Abrir 1 0 Fechar 1 1 Comando Proibido Medição KV, A, MW, MVar Conversor de12 bits Inteiro Conversor de 16 bits Ponto Flutuante Escalas de Engenharia Relações de TP e TC Conversores A / D Byte Word Long Word

Agilidade na Comunicação (Throughput) Tempo decorrido entre a deteção de um evento e a atuação de uma saída baseada em uma decisão lógica. 1. Taxa de Transmissão 1,2 à 19,2 KBps IEC60870 101, DNP3, MODBUS 100 MBps IEC 61850 TCP/IP 2. Eficiência do Protocolo Overhead Número total de bytes da mensagem em relação à mensagem útil - dados. IEC 60870 101, DNP3, Modbus otimizados para mínimo overhead IEC 61850 TCP/IP pouco otimizado em função das larguras de banda disponíveis atualmente 3. Modelo da Rede 3.1. ORIGEM / DESTINO 3.2. PRODUTOR / CONSUMIDOR ( Publisher / Subscriber ) ( Publicador / Assinante ) IEC 61850

Modelos de Rede de Automação Protocolos ORIGEM / DESTINO - Mestre / Escravo Modelo tradicional, mais fácil de ser implementado Repetição do mesmo dado, quando só o endereço é diferente Taxa de transmissão 1,2 à 19,2 KBps IEC 60870 101, DNP3, MODBUS PRODUTOR / CONSUMIDOR Multcast. Múltiplos Nós podem consumir simultaneamente os dados de um mesmo PRODUTOR. Utilização mais eficiente da banda de comunicação 100 MBps Pode assumir configuração Mestre/Escravo, Polling ou Mudança de Estado IEC61850

INFORMAÇÃO 2 Tipos 1. Não necessita referência externa : Meu endereço é Rua Dourada 1000, CEP 13.211-111, Jundiaí/SP-Brasil. 2. Necessita referência externa : Meu nome é Paulo Oliveira e meu endereço está na lista telefônica. No caso 2 a referência externa é a Lista Telefônica, que necessito consultar para achar o endereço do meu amigo. Indexação externa.

2 Exemplos S/E BAN linha para XAV Informação 1 - Disjuntor está fechado Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV Informação 60 km. n 23 24 25 26 27 28 29 30 01001010 01001010 01001010 01001010 11110010 00011010 01001010 S/E BAN UTR Centro de Operação do Sistema Informação 1 - Disjuntor está fechado 1 bit 0 aberto 1 fechado Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV 2 Bytes ou 4 números hexadecimal F21A Banco de Dados da UTR deve ser compatível com o do SSC ( COS ).

2 Exemplos S/E BAN linha para XAV Informação 1 - Disjuntor está fechado Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV Informação 60 km. n 23 24 25 26 27 28 29 30 01001010 01001010 01001010 01001010 11110010 00011010 01001010 S/E BAN UTR Protocolos DNP 3, IEC 101, MODBUS Linha Serial Centro de Operação do Sistema O N S Informação 1 - Disjuntor está fechado 1 bit 0 aberto 1 fechado Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV 2 Bytes ou 4 números hexadecimal F21A Banco de Dados da UTR deve ser compatível com o do SSC ( COS ).

2 Exemplos S/E BAN linha para XAV Informação 1 - Disjuntor está fechado Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV Informação 60 km Centro de Operação do Sistema O N S - Brasília Informação 1 - Disjuntor está fechado BAN / XCBR1.Pos.stVal Vai a informação completa, sem necessidade de referência externa. Configura-se na origem e passa um arquivo XML para configurar o computador do COS. Simplifica trabalho de configuração. Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV BAN / MMXU / F21A Banco de Dados da UTR independe do Banco de Dados do SSC ( COS ).

2 Exemplos S/E BAN linha para XAV Informação 1 - Disjuntor está fechado Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV Informação 60 km IEC 61850 Rede TCP/IP Centro de Operação do Sistema Informação 1 - Disjuntor está fechado BAN / XCBR1.Pos.stVal Vai a informação completa, sem necessidade de referência externa. Configura-se na origem e passa um arquivo XML para configurar o computador do COS. Simplifica trabalho de configuração. Informação 2 BAN está recebendo 600 MW de XAV BAN / MMXU / F21A Banco de Dados da UTR independe do Banco de Dados do SSC ( COS ).

2 Modelo do Protocolo MODBUS Coloca a informação na Tela do Operador na S/E ou no COS Objeto de dados Ex: S/E BAN Disjuntor 7 abriu MODBUS - Funções e Mapas de Memória Disjuntor 7 Aberto - Informação => B 7 0 1 B 7 0 Aplicação Aplicação B 7 0 End B 7 0 crc End B 7 0 crc Desencapsular Físico Físico Encapsular Destino COS São Paulo Origem - S/E Bandeirantes

Camada Física Interfaces e Conexões Circuito de Dados Equipamento Terminal de Dados (DTE) Equipamento Terminal do Circuito de Dados (DCE) Canal Serial Equipamento Terminal do Circuito de Dados (DCE) Equipamento Terminal de Dados (DTE)

Camada Física RS 232 Sinais ITU V.24 Circuito Nome Circuito Do DCEPara DCE 102 Comum - - 103 Tx X 104 Rx X 105 a) RTS X 106 b) CTS X 107 b) DSR X 108 a) DTR X 109 b) DCD X a) Pode ser mantido constante b) Não obrigatório. Pode ser usado para supervisionar o circuito de transmissão

Interface RS 232 Conector DB25 25 pinos Comunicação SERIAL Bits de dados -12 V = 1 ou Alto, +12V = 0 ou baixo Bits dentro do Byte transm. primeiro LSB e depois o MSB Cada Byte começa com 1 Start Bit Alto e termina com 0 a 2 Stops Bits Baixos Desocupada a linha esta Baixa 1 Start Bit 1 2 3 4 5 6 7 8 MSB Data Byte LSB 2 stops bits Onda Eletromagnética 300.000 km/segundo 9600 BPS - Bits por Segundo 873 Bytes por seg Mensagem de 100 Bytes 115 ms Internet Mega BPS / Giga BPS Pinagem Modem DCE 1 - CD 2 - TXD 3 - RXD 4 - DTR 5 - terra 6 - DSR 7 - RTS 8 - CTS 9 - RI DB9 Femea Cabo Multipares DTE 1 - CD 2 - RXD 3 - TXD 4 - DTR 5 - terra 6 - DSR 7 - RTS 8 - CTS 9 - RI DB9 Macho Relé de Proteção PC ou Micro

Interface RS 232 Ligação Ponto a Ponto DCE Data Communication Equipment Modem DTE - Data Terminal Equipment Relé ou PC-Microcomputador Hardware Handshake se não usado só são necessários 3 sinais TXD, RXD e Terra. Jumpeados 4 com 5; 6,8 com 20. CD Carrier Detected avisa o PC que o modem tem uma boa conexão CTS Clear To Send Modem está pronto para receber do PC DSR Data Set Ready avisa o PC que o modem está pronto DTR Data Terminal Ready avisa modem que o PC está pronto RTS Request to Send avisa o modem que o PC quer mandar dados RI Ring Indicator Modem detetou um sinal do outro modem Comunicação digital Comunicação digital PC São Paulo Modem Comunicação Analógica Modem RELÉ Jupiá

Conectores Seriais

Tx (2) Rx (3) RTS (4) DTE Exercício 1 Diagrama de um Cabo Cruzado DTE Tx (2) Rx (3) RTS (4) CTS (5) DSR (6) Gnd (7) DCD (8) DTR (20) CTS (5) DSR (6) Gnd (7) DCD (8) DTR (20)

DTE Exercício 1 DTE Tx (2) Rx (3) RTS (4) CTS (5) DSR (6) Gnd (7) DCD (8) DTR (20) Tx (2) CT 103 Rx (3) CT 104 RTS (4) CT 105 CTS (5) CT 106 DSR (6) CT 107 Gnd (7) CT 102 DCD (8) CT 109 DTR (20) CT 108

Tx (2) Rx (3) RTS (4) DTE Exercício 2 Diagrama de um Cabo sem handshake simplificado TX com RX, Terra (Ground), jumpers nos conectores 4 com 5; 6,8 com 20. DTE Tx (2) Rx (3) RTS (4) CTS (5) DSR (6) Gnd (7) DCD (8) DTR (20) CTS (5) DSR (6) Gnd (7) DCD (8) DTR (20)

Tx (2) Rx (3) RTS (4) DTE Exercício 2 Diagrama de um Cabo sem handshake simplificado TX com RX, Terra (Ground), jumpers nos conectores 4 com 5; 6,8 com 20. DTE Tx (2) Rx (3) RTS (4) CTS (5) DSR (6) Gnd (7) DCD (8) DTR (20) CTS (5) DSR (6) Gnd (7) DCD (8) DTR (20)

RS 485 (Recomended Standard ) EIA 485 ( Electronic Industry Assossiation ) Half duplex, Multiponto ( 32 nós ), 1200 metros. Velocidade de 100 K a 10 MBps. Única CPU, diversos IHM endereçáveis, compartilham o mesmo cabo. Conversor RS232 para 485, isolamento ótico. Redes locais muito baratas, multidrop. Prover Rejeição de Modo Comum com par trançado, e blindagem. Topologia recomendada Daisy Chain Outras Topologias BARRAMENTO Funciona mas não é o ideal Daisy Chain ESTRELA Não usar ANEL

CABO para RS 485 (Recomended Standard ) EIA 485 ( Electronic Industry Assossiation ) Deve ser blindado Recomenda-se utilizar 3 vias e blindagem até 1200 m Dado + Dado Comum (GND) Blindagem Com 2 vias para curtas distâncias poucos metros Função do COMUM equalizar o potencial dos equipamentos conectados à Rede Função da BLINDAGEM : proteção contra Ruídos externos Não utilizar a BLINDAGEM como COMUM, pois colocaria o Ruído existente como referência

USART ( chip de computador que implementa as recomendações da 2ª camada Enlace (Link) do modelo ISO ) USART se refere a Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter. É um formato padrão para comunicação de dados de forma SERIAL. Em forma assíncrona, dois fios são usados para transmitir dados, um em cada direção, em regime Full-duplex, bi-direcional. Para isso, cada dispositivo deve ter seu clock, e as velocidades devem ser iguais. Em forma síncrona, uma ponta é mestre e a outra escravo. Um fio é utilizado para dados, em regime half-duplex, ou seja, nos dois sentidos, mas um sentido de cada vez. O outro fio é usado para pulsos de clock emitidos pelo dispositivo mestre. Os microcomputadores PC costumam ter até 4 portas USART, nomeadas de COM1 a COM4. Entre os dispositivos ligados em protocolo USART estão o modem e o mouse.

MODBUS FRAME Function Code 1 byte ( 0 255 ) Válidas 1 a 127 ASCII ou RTU

Endereçamento dos Dados nas Mensagens MODBUS

Mensagens Pergunta / Resposta ASCCII ou RTU Automação

Modelo de Dados MODBUS 65536 itens de dados

Modelo de Endereçamento MODBUS

Definição dos Códigos de Função Públicos

Descrição das Funções 01 ( 0x 01) Read Coil Automação

Descrição das Funções 02 ( 0x 02) Read Discrete Inputs

Descrição das Funções 03 ( 0x 03) Read Holding Register Inicia no Mapa de Memória 40 000 Automação

Descrição das Funções 04 ( 0x 04) Read Input Register Inicia no Mapa de Memória 30 000 Automação

Descrição das Funções 05 ( 0x 05) Write Single Coil Automação

Descrição das Funções 06 ( 0x 06) Write Single Register Automação

Frames MODBUS

MODBUS DÚVIDA FREQUENTE QUESTÃO DO MAPA DE ENDEREÇOS Função 0x04 ( Read Input Register ) : 30001 em diante (ex: 30015) Transmissão: 30015 30001 = 14 = 0x0E Função 0x03 ( Read Holding Register ) : 40001 em diante (ex: 40002) Transmissão: 40002 40001 = 01 = 0x01 IMPORTANTE Não há confirmação de recebimento de dados nativa Não existe padronização no formado de dados Não existe padronização no mapa de memória

SPS-Supervisor de Paralelismo Síncrono TREE TECH Mapa de Registradores - MODBUS

SPS-Supervisor de Paralelismo Síncrono TREE TECH Mapa de Registradores - MODBUS

OBRIGADO! Protocolo MODBUS Paulo Roberto Pedroso de Oliveira (11) 3378 8600 (11) 9935 9080 ASCC Automação paulo@ascx.com.br prpasc@gmail.com http://www.ascx.com.br