Informática Industrial N8INF Prof. Dr. Cesar da Costa 4.a Aula: Rede ModBus.

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1 Informática Industrial N8INF Prof. Dr. Cesar da Costa 4.a Aula: Rede ModBus

2 NÍVEIS DE COMUNICAÇÃO NA AUTOMAÇÃO

3 3 Níveis dos Protocolos Industriais

4 Redes Modbus

5  A princípio era um protocolo proprietário criado pela MODICON em 1978 visando o uso em seus próprios dispositivos.  Atualmente a MODICON autorizou seu uso por um grande número de fabricantes passando a ser um protocolo aberto.  O MODIBUS é baseado no modelo mestre-escravo.  O mestre e os escravos estão ligados sobre uma rede bidirecional do tipo barramento.  Todos os escravos recebem questões do mestre porém somente o escravo endereçado responde ao mestre.  É possível haver 1 mestre e 247 escravos (endereços de 1 a 247) Redes Modbus

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7  PADRÃO: MODBUS

8 Redes Modbus

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11  Em 1990 a Schneider lançou a versão ModBus/TCP que usa a Ethernet.  Organização : http://modbus-ida.org/http://modbus-ida.org/  Alimentação de 5 Volts DC;  As estações podem ser endereçadas por software ou por chaves;  Em geral liga instrumentos a 4 fios. Muito pouco a 2 fios. Um par para energia e 1 par para comunicação;  Já foi desenvolvido com a idéia de rede.

12 Redes Modbus  Usa 1 par de fios de comunicação com terminadores nas extremidades (trabalham com energia);  O ModBus possui o nível físico RS 485 (até 32 estações Mestre e Escravo) mais popular ou RS 422, RS423, RS 442;  Começa em 1200 bps e chega até 56 kbps;  Conforme o tipo de ModBus os quadros possuem formato de comandos diferentes.  Distância máxima do Mestre até o último escravo de 400 m (sem repetidor), com FO até 3300 m.

13 Redes Modbus

14 Topologia a 2 fios

15 Exemplo de Rede ModBus

16  O protocolo Modbus é baseado em um modelo de comunicação mestre-escravo, onde um único dispositivo, o mestre, pode iniciar transações denominadas queries.  Os demais dispositivos da rede (escravos) respondem, suprindo os dados requisitados pelo mestre ou executando uma ação por ele comandada. Redes Modbus

17 PADRÃO: MODBUS  Os dispositivos ligados a uma rede Modbus trocam dados, através de técnica do tipo Master-Slave onde: Apenas um dispositivo (designado por master) pode iniciar as transações. Os outros dispositivos (designados por slaves) respondem enviando ao master a informação pedida (no caso de um pedido de leitura) ou executando a ação pedida pelo master (no caso de um pedido de escrita).

18 PADRÃO: MODBUS

19 Redes Modbus Mestre Escravo

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26 Modos de Transmissão  Existem dois modos de transmissão: ASCII (American Code for Informastion Interchange) e RTU (Remote Terminal Unit), que são selecionados durante a configuração dos parâmetros de comunicação. ASCII  Cada byte de mensagem é enviado como dois caracteres ASCII. Durante a transmissão, intervalos de até um segundo entre caracteres são permitidos, sem que a mensagem seja truncada.

27 ASCII 10 bits por byte: 1 start bit; 7 bits de dados LSB enviado primeiro; 1 bit de paridade (par/ímpar) + 1 stop bit; 0 bit de paridade + 2 stop bits.  O modo ASCII permite intervalos de tempo de até um segundo entre os caracteres sem provocar erros, mas sua mensagem típica tem um tamanho duas vezes maior que a mensagem equivalente usando o modo RTU.

28 RTU  Cada byte de mensagem é enviado como um byte de dados. A mensagem deve ser transmitida de maneira contínua, já que pausas maiores que 1,5 caractere provocam truncamento da mesma. 11 bits por byte: 1 start bit; 8 bits de dados LSB enviado primeiro; 1 bit de paridade (par/ímpar) + 1 stop bit; 0 bit de paridade + 2 stop bits..

29 RTU  O modo RTU transmite a informação com um menor número de bits, mas a mensagem deve ter todos os seus caracteres enviados em uma sequência contínua.  O modo RTU também é chamado de ModBus-B ou Modbus Binario e é o modo preferencial..

30 Pontos Fortes e Fracos do ModBus Simples – fácil trabalhar Infra estrutura simples (rede ModBus mais simples que a Ethernet) Opção de trabalhar com TCP/IP Aplicação indicada: Pequenas trocas de dados. Baixa Velocidade. Existência de várias versões. Distância pequena (alcance) sem repetidor. Conectar no máximo 32 equipamentos (RS 485)

31 Lista de Exercícios 1. Pesquisar os seguintes meios físicos de interconexao entre CLPs e instrumentos de campo.  Nível físico RS 485, RS 422, RS423 e RS 442; 2. Pesquisar os modelos de CLPs, disponíveis no mercado, que utilizam protocolo MODBUS.