PADRÃO MODBUS PADRÃO MODBUS

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Eng. Marcelo Saraiva Coelho

VISÃO GERAL

História

Criado em 1979 para comunicação entre controladores da MODICON (Schneider).

Especificação aberta desde o inicio.

Fácil operação e manutenção.

Conseqüências

Padrão “de fato” ao ser adotado por vários fornecedores.

Adotado em vários níveis de aplicações, inclusive sistemas de supervisão.

PADRÃO MODBUS

TIPOS DE PROTOCOLOS

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PROTOCOLO MODBUS PADRÃO

Escopo do Protocolo

Como o CLP solicita o acesso a outro dispositivo

Como este responderá

Como os erros serão detectados e informados.

Topologia Física

Ponto a Ponto com RS-232.

Barramento Mutiponto com RS-485.

Controle de Acesso ao Meio

Protocolo Mestre-escravo.

PADRÃO MODBUS CONTEÚDO DA TRANSAÇÃO

Endereçamento (1 byte) 0 : Usado para “broadcast”.

1 a 247 : Usados pelos escravos.

Código da Função (1 byte) Estabelece a ação a ser efetuada.

0 a 127 : Funções

128 a 255 : Informe de erro na

Bytes de Dados

Informação adicionais necessárias.

Endereços de memória

Quantidade de itens transmitidos

Quantidade de bytes do campo

Verificação de Erros (2 bytes)

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CAMADA DE ENLACE

Modos de Transmissão

RTU: Cada byte contem dois dígitos hexadecimais.

ASCII: Cada byte contem um caractere ASCII entre 0 e 9, A a F.

Formação dos Quadros

Definição do inicio e fim da mensagem RTU: Tempos de silêncio de 3,5 caracteres.

ASCII: Inicia com “:” e termina com “CR” e “LF”.

Conteúdo dos Quadros

Conjuntos de caracteres Hexadecimais de 00 a FF. [LSB ... MSB]

RTU ASCII

PADRÃO MODBUS

MODELAGEM DOS DADOS

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TRANSAÇÃO MODBUS A identifica

A identificaç ção dos comandos (fun ão dos comandos (funç ções) de leitura e escrita são ões) de leitura e escrita são diferentes de acordo com o tipo de dado a ser lido ou escrito diferentes de acordo com o tipo de dado a ser lido ou escrito

.

• A função 1 efetua a leitura do estado das saídas discretas.

• A função 5 efetua a escrita de uma única saída discreta.

• A função 15 efetua a escrita de múltiplas saídas discretas.

• A função 2 efetua a leitura do estado das entradas discretas.

• A função 4 efetua a leitura dos valores das entradas analógicas.

• A função 3 efetua a leitura dos valores dos registradores de memória.

• A função 6 efetua a escrita de um valor em um registrador de memória.

• A função 16 efetua a escrita de múltiplos valores em registradores de memória.

PADRÃO MODBUS TRANSAÇÃO MODBUS

FUN FUNÇ ÇÃO 1 ÃO 1 - - Read Read Output Status (Leitura do estado das saí Output Status (Leitura do estado das sa ídas discretas) das discretas) Pergunta:

Esta função é usada para se obter o estado de um coil (bit), ou de vários coils consecutivos de um Escravo. O campo de Dados deve ser preenchido com o endereço inicial do coil, seguido pela quantidade de coils que se deseja saber o estado. A quantidade máxima de coils permitida pelo software dos instrumentos é 30.

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TRANSAÇÃO MODBUS FUN

FUNÇ ÇÃO 1 ÃO 1 - - Read Read Output Status (Leitura do estado das saí Output Status (Leitura do estado das sa ídas discretas) das discretas) Pergunta:

A mensagem abaixo pede ao escravo de endereço 17 que retorne o estado dos coils 19 ao 39 (21 coils ao todo)..

PADRÃO MODBUS TRANSAÇÃO MODBUS

FUN FUNÇ ÇÃO 1 ÃO 1 - - Read Read Output Status (Leitura do estado das saí Output Status (Leitura do estado das sa ídas discretas) das discretas) Resposta:

O campo de Dados deve conter o número de caracteres a serem enviados (sempre relativo ao modo RTU), seguido dos caracteres com a resposta. A resposta deve ser enviada de forma compactada. Cada coil deve corresponder a um bit. Cada conjunto de 8 coils deve formar um caracter. O bit menos significativo deve corresponder ao endereço mais baixo. Quando o número de coils não for múltiplo de 8, os bits não preenchidos devem conter 0.

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TRANSAÇÃO MODBUS FUN

FUNÇ ÇÃO 1 ÃO 1 - - Read Read Output Status (Leitura do estado das saí Output Status (Leitura do estado das sa ídas discretas) das discretas) Resposta:

A mensagem a seguir responde ao Mestre que os coils 20, 23, 24, 26, 28-30, 35, 36, 38 e 39 estão ativos. Os demais coils estão inativos.

PADRÃO MODBUS TRANSAÇÃO MODBUS

FUNÇ FUN ÇÃO 3 ÃO 3 - - Read Read Holding Holding Register Register (Leitura dos valores dos registradores (Leitura dos valores dos registradores de mem

de memó ória) 4XXXX ria) 4XXXX Pergunta:

Estas funções são usadas para se obter o conteúdo de um ou vários registros consecutivos de um Escravo. O campo de Dados deve ser preenchido com o endereço inicial do registro, seguido pela quantidade de registros que se deseja saber o valor. A quantidade máxima de registros permitida pelo software dos instrumentos é 15.

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TRANSAÇÃO MODBUS FUN

FUNÇ ÇÃO 3 ÃO 3 - - Read Read Holding Holding Register Register (Leitura dos valores dos registradores (Leitura dos valores dos registradores de mem

de memó ória) 4XXXX ria) 4XXXX Pergunta:

A mensagem abaixo pede ao Escravo de endereço 17 que retorne o valor dos registro 40096, 40097 e 40098 (3 registros ao todo).

PADRÃO MODBUS TRANSAÇÃO MODBUS

FUNÇ FUN ÇÃO 3 ÃO 3 - - Read Read Holding Holding Register Register (Leitura dos valores dos registradores (Leitura dos valores dos registradores de mem

de memó ória) 4XXXX ria) 4XXXX Resposta:

O campo de Dados deve conter o número de caracteres a serem enviados (sempre relativo ao modo RTU), seguido dos caracteres com a resposta.

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TRANSAÇÃO MODBUS FUN

FUNÇ ÇÃO 3 ÃO 3 - - Read Read Holding Holding Register Register (Leitura dos valores dos registradores (Leitura dos valores dos registradores de mem

de memó ória) 4XXXX ria) 4XXXX Resposta:

A mensagem abaixo responde ao Mestre que o valor dos registros 40096; 40097 e 40098 valem 555, 0 e 100 respectivamente.

PADRÃO MODBUS TRANSAÇÃO MODBUS

FUN FUNÇ ÇÃO 16 ÃO 16 - - Preset Preset Multiple Multiple Registers Registers (Escrita de m (Escrita de mú últiplos valores em ltiplos valores em registradores de mem

registradores de memó ória.) ria.) Pergunta:

Esta função é usada para se modificar o valor de um ou vários registros do Escravo ao mesmo tempo. O campo de Dados deve ser preenchido com o endereço inicial do conjunto de registros, seguido pela quantidade de registros a serem modificados, o número de caracteres a serem enviados e os novos valores dos registros. A quantidade máxima de registros permitida pelo software dos instrumentos é 15.

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TRANSAÇÃO MODBUS FUN

FUNÇ ÇÃO 16 ÃO 16 - - Preset Preset Multiple Multiple Registers Registers (Escrita de m (Escrita de mú últiplos valores em ltiplos valores em registradores de mem

registradores de memó ória.) ria.) Pergunta:

A mensagem a seguir pede ao Escravo de endereço 17 que mude o valor do registro 96 para 10 e o valor do registro 97 para 258

PADRÃO MODBUS TRANSAÇÃO MODBUS

FUN FUNÇ ÇÃO 16 ÃO 16 - - Preset Preset Multiple Multiple Registers Registers (Escrita de m (Escrita de mú últiplos valores em ltiplos valores em registradores de mem

registradores de memó ória.) ria.) Resposta:

O campo de Dados deve ser preenchido registros e a quantidade de registros modificados.

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TRANSAÇÃO MODBUS FUN

FUNÇ ÇÃO 16 ÃO 16 - - Preset Preset Multiple Multiple Registers Registers (Escrita de m (Escrita de mú últiplos valores em ltiplos valores em registradores de mem

registradores de memó ória.) ria.) Resposta:

Para o exemplo acima, o Escravo deve retornar a seguinte mensagem:

PADRÃO MODBUS TRANSAÇÃO MODBUS

EXERC EXERCÍ ÍCIO CIO

Supondo um sistema integrado com CONTROLADOR + Microcomputador rodando software supervisório, sendo que o CONTROLADOR utiliza o protocolo de comunicação MODBUS/RTU, via RS232. O endereço de rede do CONTROLADOR é 23₍₁₀₎.

MONTEa estrutura (Frame) de comunicação completa, para uma leitura do valor do endereço de memória 40011, 40013 e 40015 que são respectivamente os registros de memória de um CONTROLADOR, correspondente a PV, MV e SP. Considerar que o conteúdo do endereço de memória 40011 deste controlador esteja com o valor 43,6%, endereço de memória 40013 esteja com o valor 20,2% e o endereço de memória 40015 esteja com o valor 65%.