COMO FUNCIONA UMA REDE MODBUS DENTRO DA AUTOMAÇÃO E COMO ESCOLHER O TIPO CERTO PARA O SEU PROJETO!

Fala galera seja bem-vindo aqui a mais uma aula do nosso canal do YouTube e a aula de hoje nós vamos falar sobre redes industriais um protocolo específico que é o Mod buus e antes de nós entrarmos no protocolo mod Buzz eu tenho uma visão geral aí daqueles que me procuram seja pelo Instagram pelo YouTube pelo Facebook eh é uma dúvida geral redes industriais rede Industrial é um pilar essencial da automação industrial não tem como trabalhar com indústria 4. 0 com novas tecnologias sem compreender redes industriais e essa aula de hoje então casa bem porque o protocolo mod Buzz que aquele que nós vamos falar hoje é um protocolo que evoluiu com o tempo então por ele ter evoluído com o tempo hoje a gente consegue fazer aplicações inclusive voltadas pra indústria 4. 0 utilizando mod B vou até mostrar algumas coisas bastante interessantes aqui para você tá bom eh um segundo ponto é se você quer aprender de verdade a desenvolver projetos de automação industrial na prática na prática e e Felipe é prática mesmo sim é só você verificar todos os vídeos que eu tenho aqui no YouTube e quer realmente impulsionar a sua carreira na indústria 4.

0 gente então curte esse vídeo compartilhe Isso é uma forma de você me ajudar então se você curtir você está me ajudando se você curtir e compartilhar você tá me ajudando ainda mais agora se você não me segue seja muito bem-vindo o meu objetivo aqui é te fazer crescer profissionalmente te ensinando a automação de verdade de verdade aquilo que você precisa saber direto ao ponto de uma pessoa que tem vivência acadêmica e industrial e viver os cenários dentro e fora do Brasil Então o meu objetivo que realmente é contribuir pro seu crescimento então curta compartilha me segue e vamos pra nossa aula de hoje que é sobre o protocolo modbus e como eu falei inicialmente o protocolo modbus foi um protocolo que ele evoluiu com o tempo vou vou citar alguns exemplos de protocolos que evoluíram eh a gente tem o prof Buzz Prof Buzz a evolução dele é o prof net tanto que você quando vai olhar o símbolo do prof buus Prof net são muito semelhantes é um evolui com relação ao outro um segundo ponto importante é o protocolo modbus um segundo protocolo que evoluiu a gente começou ali com modbus rtu Asque E hoje nós estamos no mod buus TCP mas o que quer dizer que com essa evolução os outros passaram a ser eh descartados não de forma alguma eles não foram descartados pelo contrário ainda sim existem aplicações e dentro do protocolo modbus como eu citei a gente tem o protocolo modbus rtu Ask e a gente tem também o TCP qual eu vou utilizar Qual que é o melhor para cada aplicação existe uma utilidade E é isso que eu pretendo mostrar aqui com vocês não apenas utilizando o slide e essa é uma primeira aula a gente vai ter mais aulas sobre esse protocolo práticas inclusive para você ver integrações reais dentro da indústria como utilizar configurar Beleza então vamos aqui iniciar a nossa aula então a primeira coisa que o protocolo mod Buzz ele foi criado lá em 1979 beleza por quem por uma empresa muito conhecida hoje que é a Schneider né a Schneider Electric ela foi a detentora desse primeiro protocolo modbus por quê Porque o objetivo do protocolo modbus era Justamente na para Schneider Transferir dados gente quanto mais dados e a forma como esses dados trafego eles são importantes para que eu tenha um controle melhor e por isso que eu faço transferência de dado entre os controladores do fabricante naquela época que era Schneider elétrica e quem detém hoje a a tecnologia modbus é a modbus organization um ponto importante aí eu vou sair um pouco do slide aqui é sempre bacana eh a gente verificar e o próprio site então modbus. org aqui ó quando eu entro no site modbus. org eu tenho várias informações sobre o próprio protocolo modbus então uma excelente forma de você aprender sobre uma topologia sobre um protocolo é justamente entrando no próprio site do protocolo Então esse aqui é o site do modbus.

org então você pode saber a sobre a modbus organization você pode saber sobre os membros você pode saber sobre a a a diretoria tem tudo tudo aqui gente tem material tem muita coisa aqui que você pode baixar e utilizar para aprender e aqui está schnider Eletric e vários outros fabricantes que também utilizam o protocolo mod bus Mas voltando aqui pra nossa aula vamos dar continuidade aqui para compreender melhor Opa apresentação a apresentação ótimo acho que eu errei aluma coisa aqui vou desmarcar tira anotações e coloca apresentação então errei vem aqui tira esse cara aqui e coloca a apresentação isto mesmo gente então aqui é uma estrutura eh básica sobre o protocolo modbus e o objetivo de ter colocado ela aqui é justamente você entender que com esse protocolo você consegue comunicar dispositivos de Chão de fábrica até sistemas remotos e nuvem então é possível claro que você vai ter que trabalhar com alguns recursos tecnológicos eh e alguns GS no meio do caminho mas eu vou te mostrar isso tudo ainda nessa aula Beleza o protocolo modb ele foi criado para aplicação Industrial então ele nasceu para ser aplicado para aplicações industriais ele possui um formato de mensagem muito simples muito simples e essa simplicidade tornou esse protocolo muito famoso gente a maioria gente são muitos fabricantes que utilizam até o Arduino tem o protocolo mod Buzz ali disponível e ele é um protocolo aberto por ser um protocolo aberto muitos obric Anes optam por utilizar esse protocolo ele quando eu falo protocolo aberto aí eu coloquei algumas características aqui que são importantes para você entender o que é um protocolo aberto primeiro ele é de taxas de licenciamento você não precisa pagar para utilizar beleza e isso gera uma consequência que divers diversos fabricantes ou diversos equipamentos utilizam desses protocolos ele é open source n bibliotecas ou seja existe uma série de bibliotecas que estão disponíveis aí para facilitar muito a sua utilização ele não define um meio físico ou seja não tem um cabo específico você pode utilizar o cabo r 232 que é baseado na eia 232 O rs485 que é o eia 485 o ethernet que é o cabo internet wi-fi zigby não não existe um meio físico fixo que você vai utilizar como se fosse uma rede Red é um cabo único mas aqui não aqui você pode utilizar qualquer uma desses desses meios de transmissão de dados Lembrando que estrutura cabeamento é dados Então se aqui eu tô falando que eu posso utilizar o 2 32 485 e cab da internet é físico mas eu tô falando que ele vai além disso você pode utilizar assinar wi-fi que não é um meio físico de transferência de dados igb da mesma forma não é o m físico e ele é fácil de implementar e configurar gente realmente ele é bem ele é bem tranquilo na hora de você implementar um projeto bem tranquilo de verdade tá e como que funciona esse protocolo esse protocolo é baseado em e cliente e servidor beleza imagine um contexto ó o cliente é aquele que solicita alguma coisa beleza Ah eu sou cliente de uma loja x vou tentar usar uma analogia aí eu chego lá na lógica na na lógica não eu chego lá tá vendo quando a mente da gente tá na lógica eu chego na loja e eu falo assim cara eu queria equipamento x servidor é um de guarda informações correta Imagine que a loja é um local onde eu estou guardando equipamentos ou informações a o servidor então olhando pro contexto Industrial Quem que é o cliente o cliente geralmente ele é aquele controlador um CLP ou um computador industrial e ele vai requisitar informações para todos os seus servidores que pode ser um sensor que pode ser um multimedidor e uma série de equipamentos que estão lá na no chão de fábrica então o servidor ele tem uma informação importante pro cliente e toda vez que o cliente ele solicita através de requisição essa informação o servidor ele precisa fornecer isso se assemelha muito a característica mestre escravo o mestre ele vai lá e solicita uma informação somente quando ele quer ele solicita e o escravo não envia informação se não for solicitado Então dessa forma uma rede mestre escravo é justamente isso e veja aqui que nessa imagem a gente Verifica que eu tenho um modbus master ou mestre ou seja o meu cliente que está enviando uma informação escrita beleza e eles isso pode ser para qualquer um dos escravos ou dos Servidores e ele recebe essa resposta ou recebe alguma informação proveniente deste servidor Então isso é importante lembra então para ficar mais claro quem que é o cliente o cliente pode ser o CLP Quem que é o servidor o servidor pode ser o inversor o inversor da Veg por exemplo Ah eu quero saber qual que é a corrente no motor o CLP que é o cliente fala assim ó Qual que é a corrente do motor requisita essa informação e o o inversor que é o escravo vai enviar essa informação como resposta para este cliente então isso essa é a configuração do projeto e a gente pode se a gente entender um pouco melhor sobre a estrutura desse projeto em específico você vai ver que existem diferentes tipos de protocolos modbus Então se a gente olhar esse aqui de baixo é claro que eu vou entrar e vou aprofundar um pouco mais sobre qual é e o que é cada um deles o modbus rs485 tá bom mod buz rs485 é o Mod buz rtu Então veja que ele está aqui a ní o chão de fábrica se a gente olhar ali pra pirâmide de automação is 95 esse aqui é o chão de fábrica a camada de controle ali então eu tenho aqui a transferência de dados por meio desse protocolo barramento aqui em série e depois por meio de um get eu tenho a transformação de um Mod buus rtu para um mod buus TCP IP e assim por diante Então você consegue permear as camadas apenas utilizando o protocolo modbus só que Lembrando que toda inform a dentro do protocolo mod B ela é requisitada Fechou então vamos lá para quem estudou sobre redes industriais na faculdade em um curso técnico ele vai lembrar muito bem de uma de uma estrutura de camadas que é universal é a camada que a gente chama de modelo isu eu chamo modelo né modelo essa camada de modelo ela def estrutura de dados e tráfego de dados em sete camadas que é a camada física de dados a camada de rede de transporte de sessão de apresentação e de aplicação e no protocolo modbus ele o protocolo modbus em si ele é a camada de aplicação dentro do modelo os gente eu tô trabalhando com teoria aqui mesmo para que você não fica ali simplesmente eh ah existe um protocolo x lá e não eu quero que você entenda também como que ele funciona então por ser a camada de aplicação você pode usar várias camadas várias vários formatos físicos porque isso aqui para mim é o que importa agora o meio físico para mim não importa Então por poder Lembra que eu falei que a gente não é limitada a meio físico Então por consequência de ser apenas uma camada de aplicação aqui ó modbus application layer e aqui quando eu falo de de física é lá embaixo Mas eu tô falando aqui que a camada é aqui em cima eu posso utilizar o cabo rs232 por causa disso eu posso utilizar o cabo rs485 eu posso utilizar a quando eu falo 802. 3 quer dizer que a rede internet porque aí é 802 que é a norma né da internet ou 802 111 que é a wi-fi eu posso utilizar o sinal wi-fi então é a aí e 802. 11 posso utilizar fibra posso utilizar um cabinho de telefone rádio zigby bluetooth essa quantidade de trans de de formatos físicos de transferência de dado é só possível porque a minha camada mod Buzz é uma camada de aplicação apenas Eu não estou preocupado com qual com a camada física que é onde estão os meus cabos Onde está minha wi-fi não não tô preocupado com isso beleza aqui na camada de eh na camada de enlace de dados a gente percebe que a gente vai ter aqui ó D que é de dados esse dato aqui ó a gente percebe que ela tem uma estrutura mestre e escravo toda vez que eu trabalhar com comunicação serial Qual que é a comunicação serial comunicação seral aquela comunicação paralela gente cabeada é rs232 e rs45 485 então pra aplicação de rs232 e rs485 que é o modbus rtu nesse caso a minha estrutura de topologia sempre vai ser mestre escravo como está aqui tá bom agora se eu tiver falando da camada de internet aí nesse caso eu vou utilizar o protocolo falou o o o modelo 802.

3 né que é esse daqui ó aí a informação Não tem necessariamente um mestre um escavo que é uma rede mais difundida então só fique claro que o modbus ele é uma camada de aplicação beleza e a e sempre a função de leitura escrita ela é registrada e ela é requisitada por meio de endereços que estão registrados no servidor Ótimo então vamos entender aqui primeiro o Mod Buzz TCP como eu falei para vocês existem duas normas TCP Você lembra de logo internet né Internet TCP IP eh etnet IP Então você vai lembrar de internet falou TCP você vai lembrar da internet e a internet ela tem uma Norma que é ie 802 a ie 802. 3 é AC cabeada a i 802. 11 é wi-fi então eu posso utilizar esses duas formas de transferência de dados pro meu protocolo modbus e nesse caso eh sempre quando eu preciso acessar uma informação eu preciso de uma porta TCP padrão por exemplo mqtt a mqtt que é um outro protocolo que utiliza telemetria é o é 1883 ou 8883 são duas portas que a gente precisa que esteja liberada para que os dados passem por essa porta tá bom el libera as informações a troca de informações quando eu falo modbus TCP iip a porta é a porta 502 e nesse caso em específico eu tenho vários clientes Então o que eu preciso aqui e como configurar eu tenho aqui um um um CLP por exemplo um CLP esse CLP eu vou jogar num sutch nesse sutch eu vou distribuir nos meus diversos equipamentos em fábrica então eu posso utilizar uma topologia estrela uma topologia em anel diversa topologia e o Switch é uma Peça Central nesse caso em específico tá bom lembrando um ponto importante gente quando eu falo de topologia de redes industriais eu olho aqui e eu vejo que aqui eu tenho um mod buz rtu tá conectando um medidor digital uma um sistema de acesso um CLP um sensor Então tá conectado aqui tudo é uma rede mod buz rtu eu preciso transformar a rede modb rtu em TCP nesse caso toda vez quando há transferência ou mudança de de protocolo e são protocolos diferentes protocolo modb rtu e modb ccp nesse caso eu preciso de um Gateway que é mudar o protocolo joguei no meu roteador no meu meu roteador não no meu Switch no meu Switch eu consigo distribuir em vários lugares inclusive jogar na nuvem para conexões remotas Olha que bacana que das grandes e das infinitas possibilidades que h a partir daí e a vantagem por ser um protocolo TCP trouxe até um acho que é até bacana o tia Portal por exemplo ele tem como protocolo padrão profinet mas se eu quiser comunicar com qualquer outro protocolo que possui um padrão TCP como ethernet IP eu tenho blocos específicos que me permite comunicar com eles e o modbus também TCP é possível então se eu vir aqui ó colocar modbus eh TCP tia Portal tem um bloco vou abrir aqui de direto o o configurador dele o o o arquivo que ensina a utilizar ele tem um bloco dentro do ti Portal ele vai mostrar mais aqui embaixo ó aqui ó esse bloco aqui ó MB client tá vendo esse MB client você vai jogar no seu programa Vai configurar ali Qual que é o IP do seu aqui ó onde você aqui você coloca o IP do seu do seu client que você quer utilizar ou do do seu servidor E aí a partir disso você consegue fazer o quê comunicar através de requisição no caso aqui ele utilizou uma requisição de 1 hz Eh Ou seja a cada um segundo ele vai pedir uma informação ou enviar uma informação pro meu client Então são formas de você comunicar o o Ti Portal ele permite você comunicar com o modbus TCP com ethernet IP e isso É vantajoso esse esses protocolos que tem padrão final TCP cara ele ele é muito vantaj hoos justamente por causa disso então a a pergunta é FP quando eu vou utilizar o modb TCP cara em qualquer aplicação que em algum momento você tem que comunicar eh estrutura de dados a nível de nuvem a nível de camada de supervisão para cima mod bus TCP ele é excelente para isso então TCP é indústria 4.

0 então modb TCP eu utilizaria paraas aplicações atuais Mas também você pode optar de utilizar o Mod buz rtu ou as e o meio físico muda às vezes porque eu posso ter eu rtu e Ask eh utilizando por exemplo meio físic rs485 o rs485 a característica dele que ele é multiponto no formato barramento de topologia Como assim ó a eu tenho aqui um cabo aí desse cabo chega aqui no no equipamento equipamento sai desse equipamento vai passando então multipontos cada um cada equipamento ele é um nó e ele possui um endereço que vai ser 1 2 3 4 5 endereço diferente do IP lá que é o 9268 aqui seria o protocolo modb ccp o 9268 tanto tanto que é o formato do IP aqui é um nó então um nó é 1 2 3 4 5 6 até 32 dispositivos que você consegue conectar dessa forma serial Então ela é multipontos por causa disso eu tenho um cliente então supondo que o cliente seja o meu CLP e esse cliente tem vários servidores vários servidores são no máximo 32 servidores como eu falei e cada escravo do nosso protocolo que é mestre escravo conforme a gente viu lá na na parte de aplicação de camada da camada Oz fazendo ali uma analogia cada escravo tem um endereço específico a taxa de transmissão varia de 9. 600 a 115200 BPS se você já programou em arduin balde heate lá você tem que configurar isso aqui para comunicar você vai conseguir comunicar 32 dispositivos sem repetidor a uma distância de até 1200 m a uma velocidade de 100 KB porso Então tudo isso são é importante na hora de você estruturar essa rede gente Ela é bem simples ó chegou o cabo num equipamento vai pro próximo equipamento e assim sucessivamente você vai ter um barramento Então essa estrutura aqui é de um barramento que você está seguindo agora quando eu estou falando do protocolo mod buz rtu porém o meio físico é o rs232 aí é ponto a ponto por exemplo eu tô interligando um CLP em uma ihm beleza então eu tenho um cliente e um servidor um mestre e um escravo e a distância é influenciada diretamente por isso isso porque eu não preciso eu não consigo ter mais 15 M então ponto a ponto é um equipamento um cliente um servidor conectado aí você utiliza o meio físico rs232 a o a velocidade típica que a gente utiliza 9600 até 115 200 byes por segundo BPS bits por segundo né na realidade eh como que é feito a troca de dados entre o cliente e o servidor há três hipóteses que pode acontecer na hora de trocar um dado primeiro você envia uma informação e a primeira opção é que o cliente aceita o seu comando se ele aceitou o seu comando a resposta desse dessa desse comando vai depender da função que você mandou para ele tá bom se ele não aceitou Esse comando a resposta vai ter uma resposta de exceção e essa exceção geralmente é um código que fala ó não funcionou por causa disso é isso então essa uma segunda ele aceitou ou ele não aceitou então um e dois a terceira ele não responder o seu a sua requisição a requisição de um client aí nesse caso pode ser erro de transmissão ruído na sua rede configuração errada e uma série de outros pontos então você percebeu que não comunicou provavelmente é configuração errada e como que é feito isso através de um sistema que a gente chama de pdu que é protocolo data Unity e o adu que é que é o application data units são duas formas que pode acontecer de transferir o dado vamos lá entender um pouco que que é o pdu aqui eu tô falando é um código de função mais um dado de função então eu tenho um código um código eu vou mostrar para vocês ali na tabelinha o que que seria esse código e esse código vem carregado com uma informação um dado tá bom e isso é um pdu que é um protocol data unit agora o adu que é um application data unit que é utilizado na parte de rtu que é o o modb rtu o ASC e o TCP ele vem além do do código o dato ele vem um um endereço adicional e ele vem uma verificação de erro final para verificar se se teve alguma coisa no seu processo que estava errado então a gente utiliza um byte para endereçamento e um byte para erro e a gente tem um código e um uma um dado daquele código em específico Isso aqui é uma característica que você só precisa entender Hum e e é bem tranquilo de ver quando a gente entende um pouco mais sobre Quais são os dados que esse protocolo consegue ler e escrever e controlar então o que que é a gente divide em dois tipos de macros de dados que é o bit bit é menor unidade de dado existente consegue eh você consegue afirmar se um sistema está nível lógico alto nível lógico baixo se tá ligado desligado então bit é esse primeiro aí nesse caso aqui a gente tem o discret input né que é o o um bit são entradas discretas ou entradas digitais e eu tem as saídas digitais que eu chamo de flags ou coils e o Word a gente tem os registradores entrada analógica então bit é uma unidade 0 um Word são 16 bits então exemplos de bit coils que são bobinas então uma bobina pensa lá na programação Ladder a bobina lá bobina você consegue tanto ler a informação quanto escrever ela então você utiliza um bit e o endereço pode ser de um até 9999 Tá bom agora quando eu falo o o o isso aqui é um co quando tô falando de entrada tá bom entrada de scrat input entrada digital eu só faço leitura eu não tenho como escrever sobre uma entrada entrada digital Então nesse caso aqui vai variar de 1 a 19. 999 é um código esse aqui é o endereço que você vai utilizar na realidade uma entrada registradora de 16 bits que pode ser um sensor analógico nesse caso você também só tem leitura e nesse caso tá de 3.

001 a 30. 001 a 39. 999 e agora você também tem um holding regist que são saídas analógicas você consegue ler e escrever vai de 40 100 a 49.