En automatización industrial, el protocolo ModBus es conocido por su simplicidad y bajo costo. Tiene dos variantes principales: ModBus RTU y ModBus TCP. Antes de elegir qué protocolo es el adecuado para su aplicación, comprendamos en qué se diferencian.
Introducción a ModBus RTU y ModBus TCP
ModBus RTU normalmente se comunica a través de la serie RS485, que utilizan muchos tipos diferentes de dispositivos. Permite que varios dispositivos informen a un único puerto HMI y cada dispositivo esclavo puede comunicarse enviando tráfico al dispositivo maestro. Esta estructura de red en cadena hace que la configuración de red de ModBus RTU sea relativamente simple.
ModBus TCP recibe su nombre del hecho de que utiliza el protocolo TCP/IP para la comunicación, que es diferente del ModBus anterior. Utiliza una topología de red en estrella, en la que cada nodo tiene un cable independiente que se puede conectar mediante un enrutador y cada nodo tiene una dirección única. Esto permite que ModBus TCP se comunique a través de Internet.
Estructura básica de ModBus
Ya sea ModBus RTU o ModBus TCP, todos siguen la misma estructura de paso de mensajes, que gira en torno a almacenar valores en registros y luego leerlos. Los registros pueden almacenar diferentes tipos de datos, como entradas discretas, registros de entrada y registros de 8 bits, y estos registros se pueden clasificar según códigos de función. Un “1” en el campo del código de función es para “leer bobina”, “2” para “leer entrada discreta”, “3” para “leer registro de retención”, etc.
Modbus tiene las siguientes características:
(1) Estándar y abierto. Los usuarios pueden utilizar el protocolo Modbus de forma gratuita y con confianza. No es necesario pagar derechos de licencia y no se infringirá ningún derecho de propiedad intelectual. Actualmente, hay más de 400 fabricantes que admiten Modbus y más de 600 productos que admiten Modbus.
(2) Modbus puede admitir una variedad de interfaces eléctricas, como RS-232, RS-485, etc., y también puede transmitirse a través de varios medios, como par trenzado, fibra óptica, inalámbrico, etc.
(3) El formato de cuadro de Modbus es simple, compacto y fácil de entender. Es fácil de usar para los usuarios y fácil de desarrollar para los fabricantes.
Modbus rtu y Modbus tcp son protocolos MODBUS en esencia y ambos dependen de direcciones de registro MODBUS para intercambiar datos, pero las interfaces de hardware utilizadas son diferentes: Modbus RTU generalmente usa el puerto serie RS232C o RS485/422, mientras que Modbus TCP generalmente usa Ethernet. puerto de red. Actualmente existen muchos conversores de protocolos en el mercado que pueden convertir fácilmente estos diferentes protocolos entre sí.
De hecho, los protocolos Modbus incluyen ASCII, RTU y TCP.
El controlador Modicon estándar utiliza RS232C para implementar Modbus en serie. Los protocolos ASCII y RTU de Modbus estipulan la estructura de mensajes y datos, los métodos de comando y respuesta, y la comunicación de datos adopta el método Maestro/Esclavo.
El protocolo Modbus requiere verificación de datos. Además de la verificación de paridad, el protocolo serie utiliza verificación LRC en modo ASCII y verificación CRC de 16 bits en modo RTU.
El modo ModbusTCP no especifica verificación adicional porque el protocolo TCP es un protocolo confiable orientado a la conexión.
Los protocolos TCP y RTU son muy similares: simplemente elimine el código de verificación de dos bytes del protocolo RTU, luego agregue 5 0 y un 6 al comienzo del protocolo RTU y envíelo a través del protocolo de red TCP/IP.
Principales diferencias entre ModBus RTU y ModBus TCP
La principal diferencia es la topología de la red. ModBus RTU utiliza una red en cadena que conecta toda la red con dos cables y se comunica con cada dispositivo a través de una dirección única. ModBus TCP utiliza una red en estrella, cada nodo tiene un cable independiente, se puede conectar mediante un enrutador y cada nodo tiene una dirección única. Esto significa que ModBus TCP puede comunicarse a través de Internet.
Las tendencias en 2023 muestran que más dispositivos de campo utilizan ModBus RTU, como transmisores de presión, medidores de flujo y analizadores de gas. Los equipos de PLC, DCS y sala de control prefieren utilizar ModBus TCP. ModBus TCP también lo utilizan algunos dispositivos que necesitan comunicarse con un servidor web a través de Internet. Hay diferentes tipos de módulos de entrada y salida disponibles en ModBus RTU y ModBus TCP.
ModBus: la solución sencilla y económica
Ya sea ModBus RTU o ModBus TCP, brindan soluciones simples y económicas adecuadas para diversas aplicaciones de automatización industrial. Dependiendo del tamaño y la complejidad de su sistema, puede elegir el protocolo que se adapte a sus necesidades. Ambos protocolos proporcionan excelentes soluciones para el campo de la automatización industrial. Ya sea que necesite leer una entrada de 4-20 mA o 0-10 V y mostrarla en una PC o PLC, o necesite leer rápidamente un registro ModBus, ModBus es una opción viable.
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Tags: COMMUNICATION, ModBus RTU、ModBus TCP、communication protocol、automated industry, TECHNOLOGY
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