Modbus
Modbus és un protocol de comunicacions situat en els nivells 1, 2 i 7 del Model OSI, basat en l'arquitectura mestre/esclau (RTU) o client/servidor (TCP/IP), dissenyat en 1979 per Modicon per a la seua gama de controladors llògics programables (PLCs). Convertit en un protocol de comunicacions estàndar de facto en l'indústria, és el que goja de major disponibilitat per a la conexió de dispositius electrònics industrials.[1]
Les principals raons per les quals l'us de Modbus en l'entorn industrial s'ha impost per damunt d'atres protocols de comunicacions són:
- Es va dissenyar tenint en conte el seu us per a aplicacions industrials
- És públic i gratuït
- És fàcil d'implementar i requerix poc desenroll
- Maneja blocs de senyes sense supondre restriccions
Modbus permet el control d'una ret de dispositius, per eixemple un sistema de mida de temperatura i humitat, i comunicar els resultats a un ordenador. Modbus també s'usa per a la conexió d'un ordenador de supervisió en una unitat remota (RTU) en sistemes de supervisió adquisició de senyes (SCADA). Existixen versions del protocol Modbus per a port serie i Ethernet (Modbus/TCP).
Cada dispositiu de la ret Modbus posseïx una direcció única. Qualsevol dispositiu pot enviar órdens Modbus, encara que lo habitual és permetre-ho només a un dispositiu mestre. Cada comando Modbus conté la direcció del dispositiu destinatari de l'orde. Tots els dispositius reben la trama pero solament el destinatari l'eixecuta (llevat un modo especial denominat "Broadcast"). Cada u dels mensages inclou informació redundante que assegura la seua integritat en la recepció. Els comandos bàsics Modbus permeten controlar un dispositiu RTU per a modificar el valor d'algun dels seus registres o be solicitar el contingut de dits registres.
Existix gran cantitat de mòdems que accepten el protocol Modbus. Alguns estan específicament dissenyats per a funcionar en este protocol. Existixen implementacions per a conexió per cable, wireless, SMS o GPRS. La majoria de problemes presentats fan referència a la latencia i a la sincronisació.
Versions del protocol
Hi ha moltes variants de protocols Modbus, existixen versions del protocol Modbus per al port serie, per a Ethernet, i atres protocols que soporten el conjunt de protocols TCP/IP d'Internet:
- Modbus RTU — És l'implementació més comuna disponible per a Modbus. S'utilisa en la comunicació serie i fa us d'una representació binaria compacta de les senyes per al protocol de comunicació. El format RTU seguix als comandos/senyes en una suma de comprovació de redundància cíclica (CRC) com un mecanisme de comprovació d'errors per a garantisar la fiabilitat de les senyes. Un mensage Modbus RTU deu transmetre's contínuament sense vacilacions entre caràcters. Els mensages Modbus són entramats (separats) per periodos inactius (silenciosos).
- Modbus ASCII — S'utilisa en la comunicació serie i fa us de caràcters ASCII per al protocol de comunicació. El format ASCII utilisa un checksum de control de redundància llongitudinal (LRC). Els mensages Modbus ASCII estan entramats pels dos punts principals (":") i la nova llínea (CR/LF).
- Modbus TCP/IP o Modbus TCP — Es tracta d'una variant Modbus utilisada per a comunicacions a través de rets TCP/IP, conectant-se a través del port 502.[2] No requerix un càlcul de sumixca de verificació (checksum), ya que les capes inferiors ya proporcionen protecció de checksum.
- Modbus sobre TCP/IP o Modbus sobre TCP o Modbus RTU/IP — Esta és una variant de Modbus que diferix del Modbus TCP en que s'inclou una suma de comprovació en la càrrega útil com en Modbus RTU.
- Modbus sobre UDP — Alguns han experimentat en l'us de Modbus sobre UDP en rets IP, lo que elimina les despeses generals necessàries per a TCP.[3]
- Modbus Plus (Modbus+, MB+ o MBP) — És una versió estesa del protocol i privativa de Schneider Electric i a diferència de les atres variants, soporta comunicacions peer-to-peer entre múltiples masters.[4] Requerix un co-processador dedicat per a manejar HDLC. Utilisa parell trenat a 1 Mbit/s i les seues especificacions són molt semblants a l'estàndart EIA/RS-485 encara que no guarda compatibilitat en est, i inclou transformador d'aïllament en cada nodo. Es requerix hardware especial per a conectar Modbus Plus a un ordenador, normalment una targeta dissenyada per a bus ISA, PCI o PCMCIA.
- Pemex Modbus — Esta és una extensió de Modbus estàndar en soport per a senyes històriques i de fluix. Va ser dissenyat per a la companyia petrolera Pemex per al seu us en el control de processos i mai va alcançar un us generalisat.
- Enron Modbus — Esta és una atra extensió de l'estàndart Modbus desenrollada per Enron Corporation en soport per a variables sanceres de 32 bits i de punt flotant i senyes històriques i de fluix. Els tipos de senyes s'assignen utilisant direccions estàndar.[5] Les senyes històriques complixen en un estàndart de l'indústria del American Petroleum Institute (API, per les seues sigles en anglés) segons la forma en que deuen almagasenar-se les senyes.
El model de senyes i les cridades de funció són idèntiques per a les primeres 4 variants de protocols; Només la encapsulación és diferent. No obstant, les variants no són interoperables, ni els seus formats de trama tampoc.
Model de senyes Modbus
El model de senyes en Modbus distinguix entre entrades digitals (discrete input), eixides digitals (coils), registres d'entrada (input register) i registres de retenció (holding registers). Les entrades i eixides digitals ocupen, evidentment, un bit; mentres que els registres, tant d'entrada com de retenció, ocupen dos Bytes
La següent és una taula de tipos d'objectes proporcionats per un dispositiu esclau Modbus a un dispositiu mestre Modbus:
| Tipo d'objecte | Accés | Tamany |
|---|---|---|
| Discrete input | Solament llegir | 1 bit |
| Coil | Llegir/escriure | 1 bit |
| Input register | Solament llegir | 16 bits |
| Holding register | Llegir/escriure | 16 bits |
Referències
- ↑ (2009) Control Techniques Drives and Controls Handbook (PDFPDF), 2nd edició, Institution of Engineering and Technology, pp. 508–.
- ↑ «Modbus Messaging on TCP/IP Implementation Guide V1.0b».Modbus Organization, Inc..
- ↑ «Java Modbus Library - About».
- ↑ «What is the difference between Modbus and Modbus Plus?». Schneider Electric.
- ↑ «Simply Modbus - About Enron Modbus». Simply Modbus.
Referències
- Este artícul conté una traducció derivada de «Modbus» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.