Protocolo ModBus en enrutadores industriales

1. Introducción
Modbus es un protocolo de solicitud-respuesta basado en una arquitectura maestro-esclavo o cliente-servidor. En una relación maestro-esclavo, la comunicación se produce en pares. Un dispositivo debe iniciar una solicitud y esperar una respuesta. El dispositivo iniciador (denominado maestro) es responsable de iniciar cada interacción. Normalmente, el dispositivo maestro es una HMI o un sistema SCADA, y los dispositivos esclavos son sensores, controladores lógicos programables (PLC) o controladores de automatización programables (PAC). En una red Modbus estándar, hay un dispositivo maestro y hasta 247 dispositivos esclavos. Cada dispositivo esclavo tiene una dirección única de dispositivo esclavo, del 1 al 247. 2. Protocolo Modbus en detalle
Actualmente, el protocolo Modbus se utiliza principalmente para conexiones serie y Ethernet. Para conexiones serie, se subdivide en Modbus RTU y Modbus ASCII, que difieren ligeramente en los detalles de datos y protocolo. Para conexiones Ethernet, se utiliza Modbus TCP.
2.1 Modos de transferencia de datos Modbus
1) Modbus RTU se utiliza para la comunicación serial y utiliza datos binarios para la comunicación de protocolo. El formato RTU utiliza sumas de comprobación de redundancia cíclica como mecanismo de comprobación de errores para garantizar la fiabilidad de los datos. Modbus RTU es la implementación más común de Modbus. Un mensaje Modbus RTU debe transmitirse de forma continua, uno a la vez, sin pausas entre caracteres. Los mensajes Modbus se separan por periodos de inactividad (silencio).
2) Modbus ASCII también se utiliza para la comunicación en serie, utilizando caracteres ASCII para la comunicación de protocolo. El formato ASCII utiliza una suma de comprobación de redundancia longitudinal. Los mensajes Modbus ASCII se identifican mediante dos puntos (':') y un salto de línea final (CR/LF) como encabezado y pie de página.
3) Modbus TCP se utiliza para la comunicación de red TCP/IP en Modbus, conectándose en el puerto 502. No necesita calcular sumas de comprobación, ya que TCP/IP ya proporciona protección de suma de comprobación en la capa subyacente.
2.2 Diferencias entre Modbus ASCII, RTU, TCP
Modbus RTU y Modbus ASCII utilizan el mismo protocolo. La única diferencia radica en que los bytes transmitidos se presentan como binarios en RTU y como texto legible en ASCII. Tenga en cuenta que los mensajes RTU no tienen un indicador de inicio de texto, y el receptor de la comunicación utiliza un tiempo de inactividad para determinar el inicio de un nuevo mensaje, mientras que ASCII sí lo tiene. Los mensajes binarios son más cortos que los ASCII, por lo que, en teoría, RTU es más rápido de transmitir/recibir que ASCII.
Modbus TCP se define básicamente como el protocolo Modbus RTU transmitido a través de Ethernet TCP/IP. Las estructuras de datos Modbus se definen mediante la capa de aplicación del protocolo TCP/IP. El protocolo TCP garantiza la correcta recepción y envío de datos, mientras que el protocolo IP contiene información de dirección y enrutamiento. Los comandos Modbus TCP se transmiten a través del protocolo TCP/IP. Los comandos Modbus RTU se empaquetan para su transmisión. La ventaja de Modbus TCP es su capacidad para usar dispositivos Ethernet genéricos.
3. Aplicaciones ModBus en dispositivos de red Jincan
Los dispositivos enrutadores industriales, RTU y DTU de red Jincan pueden admitir el protocolo ModBus para recopilar datos de sensores o dispositivos, cargarlos al servidor remoto a través de la red de comunicación 5G/4G y admitir la transferencia y la conversión de protocolo.