AULA 4 - MODBUS SLIDES.pdf

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PADRÃO MODBUSVISÃO GERAL

História

Criado em 1979 para comunicação entre controladores

da MODICON (Schneider).

E ifi ã b t d d i i iEspecificação 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

Eng. Marcelo Saraiva Coelho

sistemas de supervisão.

PADRÃO MODBUSTIPOS DE PROTOCOLOS


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PADRÃO MODBUSPROTOCOLO MODBUS PADRÃO

Escopo do Protocolo

Como o CLP solicita o acesso a outro dispositivo

á

Topologia Física

Ponto a Ponto com RS-232.

Barramento Mutiponto com RS-485.Como este responderá

Como os erros serão detectados e informados.

Controle de Acesso ao Meio

Protocolo Mestre-escravo.


PADRÃO MODBUSCONTEÚDO DA TRANSAÇÃO

Endereçamento (1 byte)

0 : Usado para “broadcast”.

Bytes de Dados

Informação adicionais 0 Usado pa a oadcas

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 transmissão.

necessárias.

Endereços de memória

Quantidade de itens transmitidos

Quantidade de bytes do campo

Verificação de Erros (2 bytes)

LRC ou CRC


transmissão.

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PADRÃO MODBUSCAMADA 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.

F ã d Q dFormação 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 MODBUSMODELAGEM DOS DADOS


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PADRÃO MODBUSTRANSAÇÃO MODBUS

A identificação dos comandos (funções) de leitura e escrita são A identificação dos comandos (funções) de leitura e escrita são diferentes de acordo com o tipo de dado a ser lido ou escritodiferentes 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.


FUNÇÃO 1 FUNÇÃO 1 -- Read Output Status (Leitura do estado das saídas discretas)Read Output Status (Leitura do estado das saídas discretas)

Pergunta:Esta função é usada para se obter o estado de um coil (bit) ou de vários coilsEsta 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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Pergunta:A mensagem abaixo pede ao escravo de endereço 17 que retorne o estado dosA mensagem abaixo pede ao escravo de endereço 17 que retorne o estado dos

coils 19 ao 39 (21 coils ao todo)..




Resposta:O campo de Dados deve conter o número de caracteres a serem enviados (sempre 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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Resposta:A mensagem a seguir responde ao Mestre que os coils 20 23 24 26 28 30 35A 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.



FUNÇÃO 3 FUNÇÃO 3 -- Read Holding Register (Leitura dos valores dos registradores Read Holding Register (Leitura dos valores dos registradores de memória) 4XXXXde memória) 4XXXX

Pergunta:gEstas 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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FUNÇÃO 3 FUNÇÃO 3 -- Read HoldingRead Holding Register (Leitura dos valores dos registradores Register (Leitura dos valores dos registradores de memória) 4XXXXde memória) 4XXXX

Pergunta:gA mensagem abaixo pede ao Escravo de endereço 17 que retorne o valor dos

registro 40096, 40097 e 40098 (3 registros ao todo).




Resposta:pO 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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Resposta:pA mensagem abaixo responde ao Mestre que o valor dos registros 40096; 40097 e

40098 valem 555, 0 e 100 respectivamente.



FUNÇÃO 16 FUNÇÃO 16 -- Preset Multiple Registers (Escrita de múltiplos valores em Preset Multiple Registers (Escrita de múltiplos valores em registradores de memória.)registradores de memória.)

Pergunta:gEsta 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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Pergunta:gA 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




Resposta:pO campo de Dados deve ser preenchido registros e a quantidade de registros

modificados.


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Resposta:pPara o exemplo acima, o Escravo deve retornar a seguinte mensagem:



EXERCÍCIOEXERCÍCIO

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).

MONTE a 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%.

Obs.: Os valores armazenados no controlador são iguais ao valor percentual multiplicado 10 j 35 7% 357


por 10, ou seja 35,7% = 357;

Resposta:Pergunta (Micro) Þ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Resposta (CONTROLADOR) Þ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __.

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EXERCÍCIOEXERCÍCIO

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).

MONTE a estrutura (Frame) de comunicação completa, para a leitura do valor do endereço de memória 00004, 00005 e 00007 que são respectivamente os coils do CONTROLADOR, correspondente a modo AUTO/MAN, Estado do alarme 3 e estado do alarme 4. Considerar que o conteúdo do endereço de memória 00004 deste controlador esteja em MAN=1, endereço de memória 00005 esteja acionado e o endereço de memória 00007 esteja desacionado

Resposta:


Pergunta (Micro) Þ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Resposta (CONTROLADOR) Þ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __.


RELAÇÃO DE COILS (bit’s) E SEUS ENDERÇOS RELAÇÃO DE COILS (bit’s) E SEUS ENDERÇOS

DO CONTROLADOR PRESYS mod. DCYDO CONTROLADOR PRESYS mod. DCY--2050 LIGHT2050 LIGHT


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RELAÇÃO DE REGISTROS E SEUS ENDERÇOS RELAÇÃO DE REGISTROS E SEUS ENDERÇOS

DO CONTROLADOR PRESYS mod.DCYDO CONTROLADOR PRESYS mod.DCY--2050 LIGHT2050 LIGHT



O Mestre solicita uma leitura dos registradores 40108 a 40110 do elemento escravo 06.

A mensagem especifica o endereço inicial como 0107 (006Bh)


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O escravo repete o código da função indicando uma resposta normal.

A quantidade de bytes especifica quantos itens estão sendo retornados.


PADRÃO MODBUSMODBUS/TCP

Lançado em 1999, foi o primeiro protocolo aberto a usar ethernet e TCP-IP.

Não distinção entre mestre e escravos ao usar a uma arquitetura cliente servidor.

Conexões através da Porta 502Conexões através da Porta 502.

Gateways disponíveis para o Modbus RTU

Encapsulamento TCP


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PADRÃO MODBUSLIGAÇÃO ELÉTRICA DA COMUNICAÇÃO MODBUS

DOS CONTROLADORES PRESYS


PADRÃO MODBUSMÓDULOS OPCIONAIS PARA COMUNICAÇÃO DOS

CONTROLADORES PRESYS


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PADRÃO MODBUSLIGAÇÃO ELÉTRICA DA COMUNICAÇÃO MODBUS

DOS CONTROLADORES PRESYS


PADRÃO MODBUS

LIGAÇÃO ELÉTRICA DA REDE RS485 DOS CONTROLADORES PRESYS


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PADRÃO MODBUS

PRÁTICA DE LABORATÓRIO MODBUS


PADRÃO MODBUS



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PADRÃO MODBUS



PADRÃO MODBUS



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PADRÃO MODBUS


PACOTE ENVIADO PELO MICROCOMPUTADOR

TEÓRICO (ITEM 1) REAL DO SUPERVISÓRIO (VISUALIZADO NO LOGWIN)

Leitura do endereço de

memória 40001, 40003

e 40005

__ __ __ __ __ __ __ __ __

__ __ __ __ __ __ __ __ __


memória 00001, 00005

e 00006

__ __ __ __ __ __ __ __ __

__ __ __ __ __ __ __ __ __


Escrita do endereço de

memória 40003 e 40004

__ __ __ __ __ __ __ __ __

__ __ __ __ __ __ __ __ __

PADRÃO MODBUS


RESPOSTA DO CONTROLADOR

TEÓRICO (ITEM 1) REAL DO SUPERVISÓRIO (VISUALIZADO NO LOGWIN)


memória 40001, 40003

e 40005

__ __ __ __ __ __ __ __ __

__ __ __ __ __ __ __ __ __


memória 00001, 00005

e 00006

__ __ __ __ __ __ __ __ __

__ __ __ __ __ __ __ __ __


e 00006

Escrita do endereço de

memória 40003 e 40004

__ __ __ __ __ __ __ __ __

__ __ __ __ __ __ __ __ __

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PADRÃO MODBUS

PRÁTICA DE LABORATÓRIO MODBUSCONCLUSÃO DE LABORATÓRIOCONCLUSÃO DE LABORATÓRIO

Os relatórios de conclusão do Laboratório MODBUS devem conter no mínimo os seguintes itens:

A ó i d P di t d l b tó i t b l (T ó i R l i li d A cópia do Procedimento usado no laboratório com as tabelas (Teórica e Real-visualizada no LOGWIN) preenchidas .

Caso as colunas teórico e real da tabela PACOTE ENVIADO PELO MICROCOMPUTADOR estejam iguais, explicar as estruturas das mensagens com a maior quantidade possível de detalhes. Caso as colunas teórico e real da tabela PACOTE ENVIADO PELO MICROCOMPUTADOR estejam diferentes, explicar o motivo da diferença e também se haverá algum problema na comunicação entre o computador e o controlador devido esta diferença.


diferença.

Caso as colunas teórico e real da tabela RESPOSTA DO CONTROLADOR estejam iguais, explicar as estruturas das mensagens com a maior quantidade possível de detalhes. Caso as colunas teórico e real da tabela PACOTE ENVIADO PELO MICROCOMPUTADOR estejam diferentes, explicar o motivo da diferença e também se haverá algum problema na comunicação entre o computador e o controlador devido esta diferença.

PADRÃO MODBUS


CONCLUSÃO DE LABORATÓRIOCONCLUSÃO DE LABORATÓRIO

Analisar o manual de comunicação MODBUS para controlador PRESYS DCY-2050 Light e responder as seguintes questões:

• Na página 35 do manual é mostrado a lista de registros para comunicação MODBUS. Qual o endereço MODBUS (por exemplo: 40001 ou 30001 ou 40018, etc.) correspondente ao valor do SP Local do controlador?

• Quando o valor do SP local ajustado no display for 35,7% qual o valor armazenado no registro correspondente?

• Na página 39 do manual é mostrado a lista de coils para comunicação MODBUS. Qual o endereço MODBUS (por exemplo: 00001 ou 10001 ou 10018, etc.) correspondente ao


n r ço MODB S (por mp o ou ou 8, tc.) corr spon nt ao modo de operação da malha de controle do controlador?

• Quando o valor do modo de operação da malha de controle for AUTOMÄTICO, qual o valor armazenado no coil correspondente?

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PADRÃO MODBUS



• Na página 10 do manual é mostrado o formato das mensagens MODBUS/RTU. Qual o número de caracteres do campo “Dados” em uma mensagem de resposta do controlador, supondo que o mestre MODBUS solicitou a leitura do valor de 3 registros de memória (Função 3)? Consultar a página 11 e 12 do manual

• No laboratório, utilizamos comunicação via interface RS232. Caso necessitemos montar uma rede de controladores ligados a um computador o que devemos instalar nos controladores (consultar as páginas 3 a 4 do manual)?

• Considerando que o computador somente possui interface RS232 (com1 ou com2), para satisfazer a situação proposta na questão anterior, qual o nome do


equipamento/dispositivo que deve ser utilizado conectado ao computador, para que a ligação correta seja realizada? Além do nome deste equipamento/dispositivo, pesquise na internet um deste equipamento/dispositivo e descreva no mínimo: modêlo, fabricante e suas características principais.

PADRÃO MODBUS



Obs.: Será avaliado:

Apresentação do relatório;p ç ;

Conteúdo;

Capacidade de relatar os conhecimentos abordados na experiência.

Respostas e pesquisa.


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