Modbus RTU

dica

Na linha Keeper temos utilizamos a nova definição de nomenclatura do Modbus em ingles, dispositivos podem ser do tipo server ou client.

• client ou cliente chamados anteriormente de master ou mestre.
• server ou servidor chamados anteriormente de slave ou escravo.

1. Princípio de funcionamento

Em uma rede Modbus RTU podemos ter os seguintes dispositivos:

• Client: Dispositivo que solicita/escreve dados nos equipamentos do tipo server;
• Server: Dispositivos que respondem a solicitações do client.

Princípios básicos:

• Só deve existir um dispositivo do tipo Client na rede;
• Cada dispositivo do tipo server deve ter um endereço único na rede (de 1 a 247);
• Todos os dispositivos devem utilizar os mesmos parâmetros de rede (baudrate, paridade e stop bits).

O Keeper pode operar no modo client ou modo server.

2. Rede física

A conexão RS-485 consiste na utilização de 3 vias, sendo duas vias para troca de dados e uma via para referência de comunicação. Dentro da linha Keeper temos os seguintes terminais para conexão dos cabos de RS-485:

• A: Sinal não-invertido, tipicamente encontrado em outros equipamentos como A, D1, B+, A+, TxD+/RxD+, D+;
• B: Sinal invertido, tipicamente encontrado em outros equipamentos como B, D0, B-, A-, TxD-/RxD-, D-;
• (-): Negativo da alimentação do Keeper, também é o comum, sinal de referência para a comunicação RS-485.

2.1. Conexões

As ligações elétricas em uma rede Modbus RTU via RS-485 são simples, porém as seguintes medidas devem ser seguidas para garantir estabilidade para a rede.

• Derivação dos cabos ponto a ponto, evitando utilizar emendas (quando necessário utilizar conectores multi portas);
• Resistores de terminação no início e fim da rede, com o mesmo valor da impedância característica do cabo (tipicamente 120 Ω).

dica

Alguns equipamentos já possuem o resistor de 120 Ω incorporado. A linha Keeper possui e pode ser ativado ou desativado via webserver.

perigo

A malha/blindagem deve ser aterrada em apenas um lado do cabo. Caso aterre nos dois pontos, pode-se criar um caminho de corrente pela diferença de potencial entre os dois pontos de conexão terra.

Exemplos com um único server

Exemplo 1: Sem aterramento.

Exemplo 2: Com aterramento (aterrando apenas em um ponto).

Exemplos com múltiplos servers

Exemplo 1: Múltiplos dispositivos, sem aterramento.

Exemplo 2: Múltiplos dispositivos, com aterramento (interligando as malhas dos cabos e aterrando apenas em um ponto).

Exemplo 3: Múltiplos dispositivos, com aterramento (aterrando cada malha apenas em um ponto).

2.2. Cabos recomendados

Cada projeto deve ser avaliado individualmente pelo projetista do sistema, porém abaixo algumas recomendações.

• Utilizar par trançado para a comunicação;
• Sempre referenciar o comum da comunicação entre os equipamentos da rede;
• Utilizar cabo com malha/blindagem, aterrar malha em apenas um dos pontos do circuito.

2.2.1. Opção 1 (recomendado)

Recomendamos a utilização de cabo de par trançado de 4 vias com blindagem e dreno e impedância característica de 120 ohms:

• 1 par trançado (2 vias): Transmissão dos dados (A e B);
• 1 par trançado (1 via): Utilizar uma via para referência, a outra ficará sobrando;
• Dreno/Malha: Aterrado em apenas um lado, o outro lado aberto.

2.2.2. Opção 2

Também é possível a utilização de cabo de par trançado de 2 vias com blindagem e dreno e impedância característica de 120 ohms:

• 1 par trançado (2 vias): Transmissão dos dados (A e B);
• Dreno/Malha: Utilizar como referência de sinal do sistema.

Referência

Em caso de dúvidas, consultar o guia e recomendações de ligações e implementações oficiais em modbus.org.