4.a Aula N8INF Rede ModBus

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Informática Industrial
N8INF
Prof. Dr. Cesar da Costa
 4.a Aula: Rede ModBus 
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NÍVEIS DE COMUNICAÇÃO NA AUTOMAÇÃO
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Níveis dos Protocolos Industriais
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Redes Modbus
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A princípio era um protocolo proprietário criado pela MODICON em 1978 visando o uso em seus próprios dispositivos.
Atualmente a MODICON autorizou seu uso por um grande número de fabricantes passando a ser um protocolo aberto.
O MODIBUS é baseado no modelo mestre-escravo.
O mestre e os escravos estão ligados sobre uma rede bidirecional do tipo barramento.
Todos os escravos recebem questões do mestre porém somente o escravo endereçado responde ao mestre.
É possível haver 1 mestre e 247 escravos (endereços de 1 a 247)
Redes Modbus
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Redes Modbus
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 PADRÃO: MODBUS
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Redes Modbus
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Redes Modbus
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Redes Modbus
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Redes Modbus
Em 1990 a Schneider lançou a versão ModBus/TCP que usa a Ethernet.
Organização : http://modbus-ida.org/
Alimentação de 5 Volts DC;
As estações podem ser endereçadas por software ou por chaves;
Em geral liga instrumentos a 4 fios. Muito pouco a 2 fios. Um par para energia e 1 par para comunicação;
Já foi desenvolvido com a idéia de rede.
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Redes Modbus
Usa 1 par de fios de comunicação com terminadores nas extremidades (trabalham com energia);
O ModBus possui o nível físico RS 485 (até 32 estações Mestre e Escravo) mais popular ou RS 422, RS423, RS 442;
Começa em 1200 bps e chega até 56 kbps;
Conforme o tipo de ModBus os quadros possuem formato de comandos diferentes.
Distância máxima do Mestre até o último escravo de 400 m (sem repetidor), com FO até 3300 m.
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Redes Modbus
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Topologia a 2 fios
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Exemplo de Rede ModBus
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 O protocolo Modbus é baseado em um modelo de comunicação mestre-escravo, onde um único dispositivo, o mestre, pode iniciar transações denominadas queries.
 Os demais dispositivos da rede (escravos) respondem, suprindo os dados requisitados pelo mestre ou executando uma ação por ele comandada.
Redes Modbus
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PADRÃO: MODBUS
 Os dispositivos ligados a uma rede Modbus trocam dados, através de técnica do tipo Master-Slave onde:
• Apenas um dispositivo (designado por master) pode iniciar as transações.
• Os outros dispositivos (designados por slaves) respondem enviando ao master a informação pedida (no caso de um pedido de leitura) ou executando a ação pedida pelo master (no caso de um pedido de escrita). 
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PADRÃO: MODBUS
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Redes Modbus
Mestre
Escravo
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Redes Modbus
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Redes Modbus
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Redes Modbus
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Redes Modbus
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Redes Modbus
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Redes Modbus
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Modos de Transmissão
 Existem dois modos de transmissão: ASCII (American Code for Informastion Interchange) e RTU (Remote Terminal Unit), que são selecionados durante a configuração dos parâmetros de comunicação.
ASCII
 Cada byte de mensagem é enviado como dois caracteres ASCII. Durante a transmissão, intervalos de até um segundo entre caracteres são permitidos, sem que a mensagem seja truncada.
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ASCII
10 bits por byte: 1 start bit;
7 bits de dados LSB enviado primeiro;
1 bit de paridade (par/ímpar) + 1 stop bit;
0 bit de paridade + 2 stop bits.
 O modo ASCII permite intervalos de tempo de até um segundo entre os caracteres sem provocar erros, mas sua mensagem típica tem um tamanho duas vezes maior que a mensagem equivalente usando o modo RTU.
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RTU
 Cada byte de mensagem é enviado como um byte de dados. A mensagem deve ser transmitida de maneira contínua, já que pausas maiores que 1,5 caractere provocam truncamento da mesma.
11 bits por byte: 1 start bit;
8 bits de dados LSB enviado primeiro;
1 bit de paridade (par/ímpar) + 1 stop bit;
0 bit de paridade + 2 stop bits.
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RTU
 O modo RTU transmite a informação com um menor número de bits, mas a mensagem deve ter todos os seus caracteres enviados em uma sequência contínua.
 O modo RTU também é chamado de ModBus-B ou Modbus Binario e é o modo preferencial.
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Pontos Fortes e Fracos do ModBus 
Simples – fácil trabalhar
Infra estrutura simples (rede ModBus mais simples que a Ethernet)
Opção de trabalhar com TCP/IP
Aplicação indicada: Pequenas trocas de dados.
Baixa Velocidade.
Existência de várias versões.
Distância pequena (alcance) sem repetidor.
Conectar no máximo 32 equipamentos (RS 485)
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Lista de Exercícios 
1. Pesquisar os seguintes meios físicos de interconexao entre CLPs e instrumentos de campo. 
Nível físico RS 485, RS 422, RS423 e RS 442;
2. Pesquisar os modelos de CLPs, disponíveis no mercado, que utilizam protocolo MODBUS. 
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