Modbus FAQ: Acerca de la Organización Modbus
¿Quién es la Organización Modbus?
La Organización Modbus es una organización independiente, basada en miembros y sin ánimo de lucro (que opera como una liga de negocios bajo el código de impuestos de Estados Unidos 501 (c) 6). Es un grupo de usuarios y proveedores independientes de dispositivos de automatización que busca impulsar la adopción del conjunto de protocolos de comunicación Modbus y la evolución para abordar las arquitecturas de los sistemas de automatización distribuidos en múltiples segmentos del mercado. La Organización Modbus proporciona la infraestructura para obtener y compartir información sobre los protocolos, su aplicación y la certificación de dispositivos para simplificar la implementación por parte de los usuarios. La Organización Modbus y sus empresas miembros impulsarán la evolución del protocolo Modbus TCP/IP.
¿Cuál es la relación entre Modbus, la Organización Modbus y Schneider Electric?
Modicon, hoy Schneider Electric, introdujo el protocolo Modbus en el mercado en 1979. Schneider Automation apoyó y mantuvo el sitio de Modbus en el pasado. Comprendiendo el importante papel que tiene que desempeñar en el mercado, Schneider Electric colaboró en el desarrollo de una organización independiente de desarrolladores y usuarios: La Organización Modbus.
¿Puedo unirme a la Organización Modbus?
Se anima a las personas e instituciones a unirse a la Organización Modbus. La solicitud describe las categorías de miembros y sus correspondientes beneficios y responsabilidades. Por favor, póngase en contacto con nosotros si tiene preguntas.
¿Hay alguna industria en particular que pueda beneficiarse del uso del protocolo Modbus?
Modbus no es específico de la industria y se utiliza en una amplia gama de industrias. El denominador común es la estructura de mensajería que soportan todos los dispositivos. En respuesta a la demanda de los clientes, la industria de los semiconductores ha implementado un estándar de comunicación en red y un protocolo de mensajería de objetos que utiliza Modbus TCP/IP. Esto permite que los sensores compatibles con el Bus de Sensores SEMI se comuniquen entre sí utilizando Modbus TCP/IP.
Preguntas frecuentes sobre Modbus: Acerca del protocolo
¿Qué es el protocolo Modbus ®?
El protocolo Modbus es una estructura de mensajería desarrollada por Modicon en 1979. Se utiliza para establecer una comunicación cliente-servidor entre dispositivos inteligentes. Es un estándar de facto, verdaderamente abierto y el protocolo de red más utilizado en el entorno de la fabricación industrial. Ha sido implementado por cientos de proveedores en miles de dispositivos diferentes para transferir datos discretos/analógicos de E/S y de registro entre dispositivos de control. Es una lingua franca o un denominador común entre distintos fabricantes. Un informe lo calificó de «estándar de facto en la integración de múltiples proveedores». Los analistas de la industria han informado de más de 7 millones de nodos Modbus sólo en América del Norte y Europa.
¿Dónde se utiliza Modbus ®?
Modbus se utiliza en múltiples aplicaciones cliente-servidor para supervisar y programar dispositivos; para comunicarse entre dispositivos inteligentes y sensores e instrumentos; para supervisar dispositivos de campo utilizando PCs y HMIs. Modbus también es un protocolo ideal para aplicaciones RTU en las que se requiere una comunicación inalámbrica. Por ello, se utiliza en innumerables aplicaciones de gas y petróleo y en subestaciones. Pero Modbus no es sólo un protocolo industrial. Las aplicaciones de construcción, infraestructuras, transporte y energía también hacen uso de sus ventajas.
¿Qué es el protocolo Modbus TCP/IP?
TCP/IP es el protocolo de transporte común de Internet y es, en realidad, un conjunto de protocolos en capas, que proporciona un mecanismo de transporte de datos fiable entre máquinas. Ethernet se ha convertido en el estándar de facto de los sistemas corporativos de las empresas, por lo que no es de extrañar que también se haya convertido en el estándar de facto para las redes de las fábricas. Ethernet no es una tecnología nueva. Ha madurado hasta el punto de que el coste de implantación de esta solución de red ha ido bajando hasta situarse en un nivel comparable al de los buses de campo actuales.
Utilizar Ethernet TCP/IP en la fábrica permite una verdadera integración con la intranet corporativa y los sistemas MES que dan soporte a la fábrica. Para que Modbus entre en el siglo XXI, en 1999 se desarrolló una especificación abierta de Modbus TCP/IP. La especificación del protocolo y la guía de implementación están disponibles para su descarga (www.modbus.org/specs).
Combinando una red física versátil, escalable y omnipresente (Ethernet) con un estándar de red universal (TCP/IP) y una representación de datos independiente del proveedor, Modbus ofrece una red verdaderamente abierta y accesible para el intercambio de datos de proceso. Es fácil de implementar para cualquier dispositivo que soporte sockets TCP/IP.
¿Dónde se utiliza Modbus TCP/IP?
Modbus TCP/IP se ha convertido en omnipresente debido a su apertura, simplicidad, desarrollo de bajo coste y mínimo hardware requerido para soportarlo. Hay varios cientos de dispositivos Modbus TCP/IP disponibles en el mercado, y cada año se desarrollan más. Se utiliza para intercambiar información entre dispositivos, supervisarlos y programarlos. También se utiliza para gestionar E/S distribuidas, siendo el protocolo preferido por los fabricantes de este tipo de dispositivos.
¿Por qué debería utilizar Modbus TCP/IP?
Cuando se trata de elegir una red para su dispositivo, Modbus TCP/IP ofrece varias ventajas significativas:
- Simplicidad: Modbus TCP/IP simplemente toma el conjunto de instrucciones de Modbus y envuelve a TCP/IP. Si ya tiene un controlador Modbus y entiende los sockets Ethernet y TCP/IP, puede tener un controlador funcionando y hablando con un PC en unas pocas horas. Los costes de desarrollo son excepcionalmente bajos. Se requiere un hardware mínimo, y el desarrollo es fácil bajo cualquier sistema operativo.
- Ethernet estándar: No se requieren chipsets exóticos y puede utilizar tarjetas Ethernet estándar de PC para hablar con su dispositivo recién implementado. A medida que el coste de Ethernet disminuye, usted se beneficia de la reducción del precio del hardware, y a medida que el rendimiento mejora de 10 a 100 Mb y pronto a 1 Gb, su tecnología se mueve con ella, protegiendo su inversión. Ya no está atado a un solo proveedor para recibir asistencia, sino que se beneficia de los miles de desarrolladores que están haciendo de Ethernet e Internet las herramientas de red del futuro. Este esfuerzo se ha complementado oportunamente con la asignación del conocido puerto Ethernet 502 para el protocolo Modbus TCP/IP.
- Abierto: El protocolo Modbus fue transferido de Schneider Electric a la Organización Modbus en abril de 2004, lo que supone un compromiso de apertura. La especificación está disponible de forma gratuita para su descarga, y no se requieren cuotas de licencia posteriores para utilizar los protocolos Modbus o Modbus TCP/IP. El código de muestra adicional, los ejemplos de implementación y los diagnósticos están disponibles en el kit de herramientas Modbus TCP, un beneficio gratuito para los miembros de la Organización Modbus y disponible para su compra por los no miembros
- Disponibilidad de muchos dispositivos: La interoperabilidad entre los dispositivos de diferentes proveedores y la compatibilidad con una gran base instalada de dispositivos compatibles con Modbus hace que Modbus sea una excelente opción.
¿Cómo implemento un dispositivo Modbus TCP/IP?
Para implementar un dispositivo Modbus ® TCP/IP, descargue la especificación del protocolo Modbus TCP/IP y la guía de implementación de Modbus TCP/IP desde el sitio web. También es necesario entender los fundamentos de la implementación de un controlador TCP. Para probar su controlador, necesitará un mínimo de dos dispositivos: un servidor y un cliente para intercambiar información. Esto podría ser dos PCs que se comuniquen entre sí utilizando tarjetas Ethernet estándar, o un PC que se comunique con un sensor o dispositivo con un microordenador integrado.
¿Puedo utilizar Modbus TCP/IP a través de Internet?
Modbus TCP/IP es un protocolo de Internet. El hecho de que TCP/IP sea el protocolo de transporte de Internet significa automáticamente que Modbus TCP/IP puede utilizarse a través de Internet. Fue diseñado para alcanzar este objetivo. En términos prácticos, esto significa que un dispositivo Modbus TCP/IP instalado en Europa puede ser direccionado a través de Internet desde cualquier parte del mundo. Las implicaciones para un proveedor de equipos o un usuario final son infinitas. Realizar el mantenimiento y la reparación de dispositivos remotos mediante un PC y un navegador reduce los costes de asistencia y mejora el servicio al cliente. Entrar en el sistema de control de una planta desde casa permite al ingeniero de mantenimiento maximizar el tiempo de funcionamiento de su planta y reduce el tiempo en el campo. La gestión de los sistemas distribuidos geográficamente se hace fácil utilizando las tecnologías de Internet/intranet disponibles en el mercado.
¿Pueden los dispositivos Modbus existentes comunicarse a través de Modbus TCP/IP?
Dado que Modbus TCP/IP es simplemente el protocolo Modbus con una envoltura TCP, es muy sencillo que los dispositivos Modbus existentes se comuniquen a través de Modbus TCP/IP. Se requiere un dispositivo de pasarela para convertir de la capa física actual (RS232, RS485 u otras) a Ethernet y convertir el protocolo Modbus a Modbus TCP/IP. Dicho dispositivo de pasarela puede implementarse utilizando un PC. Existen productos comerciales para ello de diferentes fabricantes. La base de datos de dispositivos Modbus puede ayudarle a identificar las pasarelas y otros dispositivos Modbus.
¿Qué tipo de rendimiento puedo esperar de un sistema Modbus TCP/IP?
El rendimiento depende de la red y del hardware. Si está ejecutando Modbus TCP/IP a través de Internet, no obtendrá tiempos de respuesta mejores que los típicos de Internet. Sin embargo, cuando se comunica con fines de depuración y mantenimiento, esto puede ser perfectamente adecuado y ahorrarle tener que coger un avión o ir al sitio un domingo por la mañana!
Para una intranet de alto rendimiento con conmutadores Ethernet de alta velocidad que garanticen el rendimiento, la situación es completamente diferente. En teoría, Modbus TCP/IP transporta los datos con una eficiencia de hasta 250/(250+70+70), es decir, alrededor del 60 por ciento cuando se transfieren registros en masa. Dado que 10BaseT Ethernet transporta unos 1,25 Mbps en bruto, el rendimiento teórico es de 1,25M/2 * 60% = 360000 registros por segundo y la velocidad de 100BaseT es 10 veces mayor.
Esto supone que se utilizan dispositivos que pueden dar servicio a Ethernet tan rápido como el ancho de banda disponible. Las pruebas prácticas realizadas por Schneider Electric utilizando un PLC MOMENTUM™ Ethernet con E/S Ethernet demostraron que se podían escanear hasta 4000 bases de E/S por segundo, teniendo cada base de E/S hasta 16 E/S analógicas de 12 bits o 32 E/S discretas. Se podían actualizar cuatro bases en un milisegundo. Aunque esto está por debajo del límite teórico calculado anteriormente, hay que recordar que el dispositivo probado funcionaba con sólo una CPU 80186 a 50 MHz con una potencia de cálculo efectiva de 3 MIPS (en comparación con los 700 MIPS de un Pentium a 500 MHz). No obstante, estos resultados son más rápidos que los métodos de exploración de E/S propios utilizados hasta ahora. A medida que las CPU de gama baja se abaraten, los dispositivos del tipo Momentum perseguirán el límite teórico, aunque nunca lo alcanzarán porque el límite seguirá alejándose con 1 Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, etc. Contrasta esto con otros buses de campo, que están intrínsecamente atascados en una velocidad.
¿Cómo obtengo soporte para Modbus y Modbus TCP/IP?
Si ha comprado un producto que soporta cualquier tipo de protocolo Modbus, debe ponerse en contacto con el proveedor de ese producto para obtener soporte. Si tiene una pregunta general sobre el protocolo Modbus, utilice los foros de discusión de Modbus para obtener una respuesta. La Organización Modbus aún no ofrece soporte técnico.