Modbus TCP
Modbus TCP es un protocolo de comunicación basado en Ethernet para la técnica de automatización industrial. Modbus TCP corresponde a una implementación directa del establecido protocolo Modbus (RTU) en una comunicación basada en TCP/IP. Las aplicaciones Modbus existentes pueden utilizar así muy fácilmente un intercambio de datos de procesos orientado a la conexión y protegido mediante una red Ethernet existente.
Descripción
Modbus TCP tiene las siguientes características especiales:
- Intercambio de datos según el principio de solicitud/respuesta basado en la conexión TCP/IP
- Aptitud para requisitos de tiempo real sencillos (tiempos de ciclo aprox. 100 ms)
- Basado fundamentalmente en componentes de red estándar (switch, etc.) y prácticas de TI
- Protocolo muy sencillo y universal, implementación esencialmente transparente de Modbus RTU
- Comunicación/routing más allá de los segmentos de red sin pasarela especial
A diferencia de otros protocolos, Modbus puede manejar mensajes retrasados, que son frecuentes p. ej., en las conexiones de módem o redes inalámbricas. De este modo, Modbus permite un control fiable, la supervisión de dispositivos y el registro de datos incluso a distancia.
Los actuadores AUMA con control de actuador AC. 2 soportan Modbus TCP y se integran de forma fácil y flexible en los más diversos tipos de red.
Funciones
- Switched Ethernet
- Intercambio de datos según el modelo Client-Server:
Un sistema de automatización como Modbus TCP Client solicita los datos de proceso al dispositivo de campo como Modbus TCP Server (método de polling) - Clases de dispositivo:
Client (sistema de automatización)
Server (dispositivos de campo) - Direccionamiento basado en IP según prácticas de TI
- Utiliza un telegrama de datos Modbus RTU modificado con Modbus Application Header
Puesta en servicio y comunicación
Los actuadores AUMA con interface Modbus TCP se integran de forma flexible en la infraestructura de red y se pueden identificar y acceder a ellos dentro del sistema mediante su dirección IP, de forma similar a los PCs de una red local.
Sólo se necesitan unos pocos pasos para integrar un actuador AUMA en un entorno Modbus TCP. Para ello, primero se asigna la dirección IP mediante un servidor web integrado. Con las herramientas del sistema de automatización se realiza la configuración de las solicitudes de registro Modbus para los datos de entrada y de salida de la representación del proceso.
Si hay requisitos de tiempo real, se necesita una planificación del uso de la red y la utilización de Managed Switches.
Actuadores con Modbus TCP
- Disponible para actuadores multivueltas SA y actuadores de fracción de vuelta SQ con control de actuador AC 01.2
- 1 puerto Ethernet 100BASE-TX (100 Mbit/s) para cableado de estrella
- Conexión mediante conector M12 o conector RJ-45
- Ajustes de IP vía DHCP o servidor web integrado
- Sencillo cableado mediante Auto-Negotiation, Auto-Crossover y Auto-Polaridad
- Representación completa del proceso Input/Output en registros Modbus. Véase el manual Integración de dispositivos
- Clasificación de las señales de diagnosis del actuador según NAMUR NE 107
Sobre Modbus TCP
Modbus TCP es un protocolo de comunicación para la automatización industrial basado en Ethernet. Se trata de la implementación directa del protocolo Modbus (RTU) sobre comunicación TCP/IP, permitiendo un intercambio de datos seguro y basado en conexión a través de redes Ethernet existentes.
Características principales
Modbus TCP se distingue por su simplicidad y universalidad, siendo una implementación transparente del protocolo Modbus RTU. Utiliza el principio de solicitud/respuesta basado en conexiones TCP/IP, adecuado para requisitos de tiempo real simples con tiempos de ciclo de aproximadamente 100 ms. Además, se basa en componentes de red estándar y prácticas de TI, permitiendo una comunicación y enrutamiento sin necesidad de puertas de enlace especiales a través de segmentos de red.
Una de las ventajas clave de Modbus TCP es su capacidad para manejar retrasos en los mensajes, lo cual es común en la comunicación mediante módems o redes inalámbricas. Esto asegura un control remoto confiable, monitoreo de dispositivos y recolección de datos, incluso en entornos de red menos ideales.
Integración y compatibilidad
Los actuadores de AUMA con controles AC .2 soportan Modbus TCP, facilitando una integración flexible en prácticamente cualquier tipo de red. Esta compatibilidad se extiende a los actuadores multi-vuelta SA y de cuarto de vuelta SQ, que se conectan a través de puertos Ethernet 100BASE-TX con conectores M12 o RJ-45. Las configuraciones de IP pueden gestionarse mediante DHCP o software operativo, y la comunicación se simplifica gracias a la auto-negociación y la corrección de polaridad.
Beneficios de Modbus TCP
Implementar Modbus TCP en sistemas de automatización industrial aporta múltiples beneficios. Su protocolo ligero y simple permite una integración y configuración rápidas, reduciendo los costes de implementación y el tiempo de puesta en marcha. La fiabilidad en la comunicación y la capacidad de diagnóstico en línea contribuyen a una operación eficiente y a la minimización de tiempos de inactividad.
La flexibilidad de Modbus TCP para operar en diversas infraestructuras de red lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones industriales, desde manufactura hasta el sector energético. Su capacidad para trabajar con componentes de red estándar reduce los costes y facilita la escalabilidad del sistema.
Aplicaciones prácticas
Modbus TCP es utilizado en diversas industrias, incluyendo manufactura, energía, tratamiento de agua y automatización de edificios. En la manufactura, permite el control preciso de maquinaria y procesos, mejorando la eficiencia operativa. En el sector energético, facilita el monitoreo y control de sistemas críticos, garantizando la continuidad del servicio y la gestión eficiente de recursos.
En el tratamiento de agua, Modbus TCP se utiliza para el control y monitoreo de sistemas de bombeo y tratamiento, asegurando operaciones seguras y eficientes. En la automatización de edificios, permite la integración de sistemas de climatización, iluminación y seguridad, mejorando el confort y la eficiencia energética.
