noticias de la compañía sobre Tipos de evolución y guía de selección de las pasarelas Modbus

Imaginen instrumentos industriales y sensores como mensajeros silenciosos, generando grandes cantidades de datos.La eficiencia y exactitud con que estos datos llegan a los centros de control dependen en gran medida de los protocolos de comunicaciónModbus, un protocolo ampliamente adoptado en entornos industriales, desempeña este papel fundamental.impulsando el desarrollo de Modbus TCP basado en redPara cerrar la brecha entre estos protocolos, las pasarelas Modbus han surgido.Este artículo explora cuatro tipos distintos de pasarelas Modbus, desde convertidores de protocolo básicos hasta pasarelas configurables, destacando su evolución., ventajas, inconvenientes y criterios prácticos de selección para los ingenieros.

Una pasarela Modbus es un dispositivo que convierte el protocolo Modbus TCP en el protocolo Modbus RTU/ASCII.Sin embargoEn la actualidad, los protocolos Modbus RTU (o ASCII) tradicionales basados en RS485 sufren de velocidades de transmisión y escalabilidad limitadas.Las pasarelas Modbus sirven como puente entre los dispositivos Modbus TCP y RTU/ASCII, desempeñan un papel crucial en los sistemas de automatización industrial.

La evolución de las pasarelas Modbus refleja la búsqueda del sector industrial de una mayor eficiencia y flexibilidad en la transmisión de datos.Puertas de acceso de almacenamientoEn la actualidad, los ingenieros están trabajando en el desarrollo de soluciones para las aplicaciones de interfaz de red y de puertas de enlace configurables, cada tipo aborda desafíos específicos.

Por ejemplo, un comando de Modbus RTU (terminal RS485) para leer un registro en la dirección 00 utilizando el código de función 03 sería:01 03 00 00 00 01 84 0a, dondeLas demás:es la suma de comprobación CRC. El correspondiente comando Modbus TCP (lado de red) sería:El presente Reglamento entrará en vigor el día siguiente al de su publicación en el Diario Oficial de la Unión Europea.Los servidores seriados simples utilizan un modo de "transmisión transparente", enviando los mismos datos (01 03 00 00 00 01 84 0APara lograr la conversión de RTU a TCP, la suma de comprobación CRC (Las demás:) y el título (Se trata de la siguiente:) debe suprimirse.

Si bien esta reconversión básica satisfizo las necesidades iniciales, tiene inconvenientes significativos:

• No hay soporte para varios hosts:Múltiples hosts TCP Modbus no pueden acceder a la puerta de enlace simultáneamente.
• Interferencia de la respuesta:Las respuestas al host A también se envían al host B, causando contaminación de datos.

Aunque en gran parte obsoleto, entender los convertidores de protocolo sencillos proporciona contexto para el desarrollo de pasarelas.seleccionando "Modbus TCP a RTU" como el protocolo de conversión y desactivando "multi-host" y "prevención de colisiones RS485" en las opciones avanzadas permite este modo.

Las pasarelas Modbus multi-host abordan las limitaciones de los convertidores simples. Cuando los hosts A y B acceden a la pasarela simultáneamente, estas pasarelas implementan el arbitraje de buses para evitar colisiones.Además, las respuestas al Anfitrión A no se reenvían al Anfitrión B, eliminando la interferencia.

Etapas de comunicación:

1. La puerta de enlace comprueba la disponibilidad del bus al recibir una consulta del host A. Si está inactivo, la solicitud se envía al bus RS485; de lo contrario, espera.
2. La puerta de enlace registra el host de consulta (Host A).
3. Cuando el dispositivo RS485 responde, la puerta de enlace convierte los datos al formato Modbus TCP y los reenvía exclusivamente al host A.

Ventajas:

• Permite el acceso simultáneo a varios hosts.
• Previene las colisiones de autobuses y las interferencias de respuesta.

Desventajas:

• Tiempos de respuesta lentos:Los anfitriones deben esperar 50-100 ms para los datos debido a la latencia del bus RS485.
• Riesgos de tiempo de espera con muchos huéspedes:Las respuestas más lentas aumentan la probabilidad de tiempo de espera en redes grandes.

Los primeros modelos, como ZLAN5142, tenían el modo multi-host por defecto.este modo está habilitado estableciendo "tiempo de espera de colisión de bus RS485" en ≤2 segundos en las herramientas de configuración.

En lugar de consultar dispositivos en tiempo real, almacenan registros a los que se accede con frecuencia localmente, reduciendo los tiempos de respuesta a 1 ′′ 2 ms.

Características principales:

• Autoaprendizaje:Registra automáticamente los registros solicitados sin configuración manual.
• Preguntas preventivas:Las encuestas periódicas aprenden registros para actualizar los datos almacenados en caché.

Ventajas:

• Respuestas casi instantáneas para datos almacenados en caché.
• Operación de configuración cero.

Las limitaciones:

• La latencia de la primera consulta:Las solicitudes iniciales aún requieren acceso al bus RS485.
• Compatibilidad del dispositivo:El tiempo de inactividad de RS485 puede mitigar esto.
• Datos obsoletos:Los valores almacenados en caché pueden retrasarse en milisegundos.
• Problemas de tiempo:Interrumpe las operaciones secuenciales de lectura y escritura en aplicaciones sensibles al tiempo.

El modo de almacenamiento es el predeterminado para las pasarelas modernas como ZLAN5143.

Las pasarelas configurables (por ejemplo, las pasarelas ZLMB) eliminan la latencia de la primera consulta al predefinir mapas de registro.

Ventajas:

• Respuestas rápidas para todas las consultas, incluidas las solicitudes iniciales.
• Consolidación del mando:Mapas de registros dispares en direcciones TCP contiguas, lo que permite la agregación de datos de una sola consulta.
• Reaparición de direcciones:Reorganiza registros discretos en bloques lógicos.

Desventajas:

• Requiere configuración manual; las pasarelas de almacenamiento son preferibles para implementaciones simples.
• Hereda problemas relacionados con el almacenamiento como datos obsoletos y restricciones de tiempo.

Modelos que admiten el modo configurable (por ejemplo, firmware ZLAN5143 ≥1.579, firmware ZLAN7144 ≥1.491) utilizan herramientas de configuración dedicadas para definir las asignaciones de los registros.

Las pasarelas de almacenamiento proporcionan un equilibrio de velocidad y simplicidad, mientras que el modo multi-host sigue siendo una alternativa para dispositivos incompatibles.Los convertidores de protocolo simples rara vez se utilizan debido a los riesgos de colisión.