PROTOCOLO MODBUS

1. 16/02/2014
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PROTOCOLOMODBUS
PROF.LUISZURITA
INFORMÁTICAINDUSTRIALII

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MODBUS

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MODBUS

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MODBUS
•DesarrolladoporlaGouldModiconen1984.
•(ahoraAEGSchneiderAutomation)parasistemas
decontrolysupervisióndeprocesos.
•Porsusimplicidadyespecificaciónabierta,es
ampliamenteutilizadopordiferentesfabricantes.
•Entrelosdispositivosqueloutilizan:PLC,HMI,
RTU,Drivers,sensoresyactuadoresremotos.
•Elprotocoloestablececomolosmensajesse
intercambianenformaordenadaypermitela
deteccióndeerrores
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•Nocorrespondepropiamentealestándardered,
incluyendotodoslosaspectosdesdeelnivelfísico
hastaeldeaplicación,sinoaunprotocolodeenlace
(nivelOSI2).
•Puede,portanto,implementarsecondiversostipos
deconexiónfísicaycadafabricantesuelesuministrar
unsoftwaredeaplicaciónpropio,quepermite
parametrizarsusproductos.
•Noobstante,sesuelehablardeMODBUScomoun
estándardebusdecampo,cuyascaracterísticas
esencialessonlasquesedetallanacontinuación.
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MODBUS

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MODBUS

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ESTRUCTURADELPROTOCOLOMODBUS
Estructuradelared
•MedioFísico
•Elmediofísicodeconexiónpuedeserunbus
semidúplex(halfduplex)(RS-485ofibraóptica)o
dúplex(fullduplex)(RS-422,BucledeCorriente0-
20mAofibraóptica).
•Lacomunicaciónesasíncronaylasvelocidades
detransmisiónprevistasvandesdelos75baudios
a19.200baudios.Lamáximadistanciaentre
estacionesdependedelnivelfísico,pudiendo
alcanzarhasta1200msinrepetidores.

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AccesoalMedio
•Laestructuralógicaesdeltipomaestro-esclavo,con
accesoalmediocontroladoporelmaestro.El
númeromáximodeestacionesprevistoesde63
esclavosmásunaestaciónmaestra.
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AccesoalMedio

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AccesoalMedio

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Mensajes
Losintercambiosdemensajespuedenserdedos
tipos:
•Intercambiospuntoapunto,quecomportansiempre
dosmensajes:unademandadelmaestroyuna
respuestadelesclavo(puedesersimplementeun
reconocimiento(«acknowledge»).
•Mensajesdifundidos.Estosconsistenenuna
comunicaciónunidireccionaldelmaestroatodoslos
esclavos.Estetipodemensajesnotienerespuesta
porpartedelosesclavosysesuelenemplearpara
mandardatoscomunesdeconfiguración,reset,etc.

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Mensajes
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MINIVIDEO1

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Protocolo
•MODBUS RTU(Remote Terminal Unit).La comunicación entre
dispositivosse realiza por medio de datos binarios.Esta es la
opción más usada del protocoloy es la que se implementoen
nuestras tarjetas.
•MODBUS ASCII(American Standard Code for Information
Interchange).La comunicación entre dispositivosse hace por
medio de caracteres ASCII.
•Cadamensajeobedeceaunatramaquecontienecuatro
camposprincipales,segúnsemuestraenlafigura1.Laúnica
diferenciaestribaenquelatramaASCIIincluyeuncarácterde
encabezamiento(«:»=3AH)yloscaracteresCRyLFalfinaldel
mensaje.Puedenexistirtambiéndiferenciasenlaformade
calcularelCRC,puestoqueelformatoRTUempleauna
fórmulapolinómicaenvezdelasimplesumaenmódulo16.

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Protocolo
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Protocolo
.
.
(3AH)
N°
ESCLAVO
(00-3FH)
CÓDIGO DE
OPERACIÓN
SUBFUNCIONES, DATOSLRC (16)
HL
CR
(0DH)
LF
(0AH)
N°
ESCLAVO
(00-3FH)
CÓDIGO DE
OPERACIÓN
SUBFUNCIONES, DATOS LRC (16)
HL
CR
(0DH)
LF
(0AH)
ASCII
RTU

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Estructuradelprotocolo
•Número de esclavo (1 byte):
Permitedireccionar un máximo de 63 esclavos con direcciones
que van del 01Hhasta 3FH. El número 00H se reserva para los
mensajesdifundidos.
•Código de operación o función (1 byte):
Cadafunción permite transmitir datos u órdenes al esclavo.
Existen dostipos básicosde órdenes:
–Ordenesde lectura/escriturade datos en los registroso en la
memoriadel esclavo.
–Ordenesde control del esclavo y el propiosistema de
comunicaciones (RUN/STOP, carga y descarga de programas,
verificación de contadoresde intercambio, etc.)

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FuncionesdisponiblesenelprotocoloMODBUS
consuscorrespondientescódigosdeoperación.

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FuncionesdisponiblesenelprotocoloMODBUS
consuscorrespondientescódigosdeoperación.

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Campodesubfunciones/datos(nbytes):
•Estecamposuelecontener,enprimerlugar,
losparámetrosnecesariosparaejecutarla
funciónindicadaporelbyteanterior.
•Estosparámetrospodránsercódigosde
subfuncionesenelcasodeórdenesdecontrol
(función00H)odireccionesdelprimerbito
byte,númerodebitsopalabrasaleero
escribir,valordelbitopalabraencasode
escritura,etc.

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Palabradecontroldeerrores(2bytes):
•EncódigoASCII,estapalabra
essimplementelasumade
comprobación(‘checksum’)
delmensajeenmódulo16
expresadoenASCII.Enel
casodecodificaciónRTUel
CRCsecalculaconuna
fórmulapolinómicasegúnel
algoritmomostradoenla
figura.

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Descripcióndelasfuncionesdelprotocolo
•Función0:
Estafunciónpermiteejecutarórdenesdecontrol,tales
comomarcha,paro,cargaylecturadeprogramasde
usuariodelautómata.Paracodificarcadaunadelascitadas
órdenesseempleanloscuatroprimerosbytesdelcampo
dedatos.
Encasodelasórdenesdemarchayparo,elcampode
«información»delatramarepresentadaenlafigura3está
vacíoy,portanto,elmensajesecomponesimplementede
6bytesdefunciónmás2bytesdeCRC.Larespuestadel
esclavoaestasórdenesesunmensajeidénticoalenviado
porelmaestro.Cabeseñalar,además,quedespuésdeun
paroelautómatasóloaceptaejecutarsubfuncionesdela
función00H.

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Función0:

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Funciones1y2:
Lecturadebitsdelautómata.Latramaesla
indicadaenlafigura4.Laformade
direccionamientodelosbitsesabasededar
ladireccióndelapalabraqueloscontieney
luegolaposicióndelbit.Obsérvesetambién
quelarespuestaesdadasiempreenoctetos
completos.

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Funciones3y4:
Lecturadepalabrasdelautómata.Latramaes
laindicadaenlafigura5.Obsérvesequela
peticiónindicaelnúmerodepalabrasaleer,
mientrasqueenlarespuestaseindicael
númerodeoctetosleídos.

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Función5:
Escrituradeunbit.Latramaeslaindiadaenla
figura6.Eldireccionamientodelbitseefectúa
talcomosehaindicadoparalasfunciones1y2.

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Función6:
Escrituradeunapalabra.Latramaesla
indicadaenlafigura7.
MINIVIDEO2

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Función7:
Peticióndelecturarápidadeunocteto.La
tramaeslamostradaenlafigura8.Obsérvese
quelapeticiónnotienecampodedirección,
estoesdebidoaqueeloctetolegibleporesta
funciónesfijoencadaesclavoyvienefijadoen
suconfiguración.

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Función8:
Peticióndelcontenidoycontroldelos8
primeroscontadoresdediagnósticodeun
esclavo(véasetabla3).Lastramasdepetición
yrespuestapuedenverseenlafigura9.

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Función8:

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Función11:
Lapeticióndelcontenidodelcontadorde
diagnósticonúmero9,noserealizaporla
función8,sinoporlafunción11.Lastramas
depeticiónyrespuestassonlasindicadaspor
lafigura10.

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Función15:
Escrituradebitsdelautómata.Latramaesla
indicadaenlafigura11.Laformade
direccionamientoesanálogaalaindicadapara
lasfunciones1y2.

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Función16:
Escrituradepalabrasdelautómata.Latrama
eslaindicadaenlafigura12.

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Mensajesdeerror:
•Puedeocurrirqueunmensajeseinterrumpaantesde
terminar.Cadaesclavointerpretaqueelmensajeha
terminadositranscurreuntiempodesilencio
equivalentea3,5caracteres.Despuésdeestetiempo
elesclavoconsideraqueelcaráctersiguienteesel
campodedireccióndeesclavodeunnuevomensaje.
•Cuandounesclavorecibeunatramaincompletao
erróneadesdeelpuntodevistalógico,envíaun
mensajedeerrorcomorespuesta,exceptoenelcaso
demensajesdedifusión.Latramadelmensajedeerror
eslaindicadaenalfigura13.

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Mensajesdeerror:
Silaestaciónmaestranoreciberespuestadeunesclavo
duranteuntiemposuperioraunlímiteestablecido,
declaraelesclavofueradeservicio,apesardequeal
cabodeunciertonúmerodecicloshacenuevos
intentosdeconexión.

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PROTOCOLOHART
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2150513/Contenidolinea/leccin_39_protocolo_hart.html