Protocolo ModBus em Roteadores Industriais

1. Introdução
Modbus é um protocolo de solicitação-resposta baseado em uma arquitetura mestre/escravo ou cliente/servidor. Em uma relação mestre-escravo, a comunicação ocorre em pares. Um dispositivo deve iniciar uma solicitação e aguardar uma resposta. O dispositivo iniciador (chamado mestre) é responsável por iniciar cada interação. Normalmente, o dispositivo mestre é um sistema IHM ou SCADA e os dispositivos escravos são sensores, controladores lógicos programáveis (CLPs) ou controladores de automação programáveis (PACs). Em uma rede Modbus padrão, há um dispositivo mestre e até 247 dispositivos escravos. Cada dispositivo escravo possui um endereço de dispositivo escravo exclusivo, de 1 a 247. 2. Protocolo Modbus em Detalhes
Atualmente, o protocolo Modbus é usado principalmente para conexões seriais e Ethernet. Para conexões seriais, ele é subdividido em Modbus RTU e Mobus ASCII, que diferem ligeiramente em dados e detalhes de protocolo. Para conexões Ethernet, o Modbus TCP é usado.
2.1 Modos de transferência de dados Modbus
1) O Modbus RTU é usado para comunicação serial e utiliza dados binários para comunicação de protocolo. O formato RTU utiliza somas de verificação de redundância cíclica como mecanismo de verificação de erros para garantir a confiabilidade dos dados. O Modbus RTU é a implementação mais comum do Modbus. Uma mensagem Modbus RTU deve ser transmitida continuamente, uma de cada vez, sem pausas entre caracteres. As mensagens Modbus são separadas por períodos ociosos (silenciosos).
2) O Modbus ASCII também é usado para comunicação serial, usando caracteres ASCII para comunicação de protocolo. O formato ASCII usa uma soma de verificação de redundância longitudinal. As mensagens Modbus ASCII são identificadas por dois pontos (':') e uma quebra de linha final (CR/LF) como um cabeçalho e um rodapé.
3) O Modbus TCP é usado para comunicação de rede TCP/IP no Modbus, conectando-se na porta 502. Ele não precisa calcular somas de verificação, pois o TCP/IP já fornece proteção de soma de verificação na camada subjacente.
2.2 Diferenças entre Modbus ASCII, RTU, TCP
Modbus RTU e Modbus ASCII utilizam o mesmo protocolo. A única diferença é que os bytes transmitidos são apresentados como binários em RTU e como texto legível em ASCII. Observe que as mensagens RTU não possuem um sinalizador de início de texto, e o receptor da comunicação utiliza um tempo de "silêncio" para determinar o início de uma nova mensagem, enquanto o ASCII possui um sinalizador de início de texto. Mensagens binárias são mais curtas que ASCII, portanto, teoricamente, RTU é mais rápido para transmitir/receber do que ASCII.
O Modbus TCP pode ser basicamente entendido como o protocolo Modbus RTU transmitido via Ethernet TCP/IP. As estruturas de dados do Modbus são definidas usando a camada de aplicação do protocolo TCP/IP. O protocolo TCP é usado para garantir que os dados sejam recebidos e enviados corretamente, enquanto o protocolo IP contém informações de endereço e roteamento. Os comandos Modbus TCP são transmitidos via protocolo TCP/IP. Os comandos Modbus RTU são empacotados para transmissão. A vantagem do Modbus TCP é a capacidade de usar dispositivos Ethernet genéricos.
3. Aplicações ModBus em dispositivos de rede Jincan
Os dispositivos DTU, RTU e roteadores industriais da Jincan Network podem suportar o protocolo ModBus para coletar dados de sensores ou dispositivos, enviados para o servidor remoto por meio da rede de comunicação 5G/4G, com suporte para conversão de protocolo e passagem.