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Protocolo de comunicación MODBUS

Introducción:
En la industria, la tecnología analógica, ha realizado durante muchos años la comunicación entre los dispositivos de campo (sensores y actuadores) y sus correspondientes sistemas de control.
Esta tecnología está bastante extendida, pero tiene inconvenientes en los sistemas de control distribuido debido a factores tales como: elevadonúmero de conductores para llevar las señales, susceptibilidad a interferencias electromagnéticas y la necesidad de utilizar barreras en zonas de seguridad intrínseca.

Por el contrario, la tecnología de bus de campo, utiliza señales digitales para transmitir los datos entre los dispositivos de campo y sus respectivos sistemas de control, lo cual le confiere mayor inmunidad a lasinterferencias y la posibilidad de utilizar menos conductores.

“Un bus de campo es un sistema de comunicación digital, serial y multipunto para comunicación de bajo nivel destinado a equipos de control de procesos industriales y dispositivos de instrumentación tales como actuadores, sensores y controladores locales”.

Debido a que la transmisión de los datos en un bus de campo se realizaen forma serial, normalmente se utilizan uno o dos pares de conductores, lo cual proporciona una gran reducción del cableado. Por otra parte esta característica permite el uso de fibra óptica o de medios inalámbricos para el transporte de datos, lo cual es bastante útil cuando se quiere aumentar la seguridad contra interferencias electromagnéticas. Además, cuando se utilizan instrumentos de campodigitales se dispone de una cantidad mucho mayor de datos; los transmisores “inteligentes”, pueden manejar información acerca del estado y la configuración de dispositivos.

Otra ventaja importante es que en los sistemas de automatización se dispone de datos para el mantenimiento y la ingeniería a distancia. Entre los dispositivos que pueden conectarse a buses de campo están losinstrumentos de medición de flujo, presión, temperatura y nivel, así como los analizadores, RTUs (Remote Terminal Unit), controladores lógicos programables, controladores de procesos, estaciones remotas de Entrada/ Salida, unidades de almacenamiento de datos, motores e interfaces hombre-máquina.

Diversos sectores industriales cuentan con buses de campo que responden a sus necesidades particulares.Algunos son de carácter propietario y otros son de uso tan extenso que pueden considerarse estándares de facto, como es el caso de Modbus.

PROTOCOLO MODBUS:

Modbus nació como una marca registrada de Gould Inc. y posteriormente fue adquirida por el grupo Schneider quien liberó el protocolo en el año 2000.
Las especificaciones del protocolo Modbus se encuentran disponibles al público y estáreconocido por la IEC como una especificación públicamente disponible (Public Available Specification) bajo la designación IEC PAS 6203. Actualmente es soportado por la organización independiente Modbus-IDA.
La designación Modbus no corresponde propiamente a un estándar de red que incluye todos los aspectos desde el nivel físico hasta el de aplicación, sino a un protocolo de mensajes, posicionadoen la capa de aplicación o nivel 7 del modelo OSI (Open System Interconnection ).
Modbus es un protocolo de comunicaciones tipo cliente/servidor entre dispositivos conectados sobre diferentes tipos de redes, para el cual existen tres tipos de implementación:

1. Transmisión serial asíncronica: Sobre diferentes medios: cable, fibra óptica y radio.
2. TCP/IP: sobre Ethernet
3. ModbusPlus: sobre redes de alta velocidad

El protocolo modbus provee una comunicación simple con todo tipo de arquitectura de redes. Un ejemplo de aplicación seria el siguiente:

[pic]

Descripción del protocolo:
En el protocolo Modbus se define un PDU (protocol data unit) independientemente de las capas subyacentes. La conformación del protocolo para una red especifica puede introducir algunos...