MODBUS RTU

Modbus RTU es un protocolo abierto serie (RS-232 o RS-485) derivado de la arquitectura Maestro/Esclavo.

Los mensajes MODBUS RTU son un simple CRC de 16 bits (suma de comprobación redundante-cíclica), la simplicidad de estos mensajes es garantizar la fiabilidad, debido a esta simplicidad, la estructura básica del registro MODBUS RTU de 16 bits se puede utilizar para empaquetar en coma flotante, tablas, texto ASCII, colas y otros datos no relacionados.

MODBUS se considera un protocolo de mensajería de capa de aplicación, que proporciona comunicación Maestro/Esclavo entre dispositivos conectados entre sí a través de buses o redes, en el modelo OSI, MODBUS se ubica en el nivel 7. MODBUS está pensado para ser un protocolo de solicitud/respuesta y brinda servicios especificados por códigos de función. Los códigos de función de MODBUS son elementos de las PDU de solicitud/respuesta de MODBUS (Unidad de datos de protocolo).

Para construir la unidad de datos de la aplicación MODBUS, el cliente debe iniciar una transacción MODBUS, es la función que informa al servidor sobre qué tipo de acción realizar, el formato de una solicitud iniciada por un Maestro es establecido por el protocolo de aplicación MODBUS, el campo de código de función se codifica en un byte, solo los códigos dentro del rango de 1 a 255 se consideran válidos, con 128-255 reservados para respuestas de excepción, cuando el Maestro envía un mensaje al Esclavo, es el campo de código de función el que informa al servidor sobre qué tipo de acción realizar.

Para definir múltiples acciones, algunas funciones tendrán códigos de subfunción añadidos, por ejemplo, el Maestro puede leer los estados de ENCENDIDO/APAGADO de un grupo de salidas o entradas discretas, también podría leer/escribir el contenido de los datos de un grupo de registros MODBUS, cuando el Maestro recibe la respuesta del Esclavo, el campo del código de función es usado por el Esclavo para indicar una respuesta sin errores o una respuesta de excepción, el esclavo se hace eco de la solicitud del código de función inicial en el caso de una respuesta normal.

Propiedades del objeto de datos

Los paquetes MODBUS RTU solo están destinados a enviar datos; no tienen la capacidad de enviar parámetros como el nombre del punto, la resolución, las unidades, etc. si se necesita la capacidad de enviar dichos parámetros, se debe investigar un BACnet, EtherNet/IP u otros protocolos modernos.

MODBUS RTU contra otros protocolos

A pesar de las limitaciones de MODBUS RTU, todavía hay muchas buenas razones por las que todavía es un competidor entre otros protocolos de automatización industrial, por un lado, MODBUS RTU es mucho más fácil de implementar que los protocolos más nuevos y es una fuerza dominante en el mercado. MODBUS RTU también requiere significativamente menos memoria, para implementar MODBUS RTU, puede ajustar el tamaño necesario de 2Kb en una pequeña CPU de 8 bits o procesador PIC, mientras que con BACnet y EtherNet/IP, puede requerir 30-100Kb de memoria.

Requisitos de dirección de RTU de MODBUS

Las direcciones de nodo estándar de MODBUS RTU son 1-254, con 0 reservado para mensajes de difusión y escritura solamente, sin embargo, la dirección 0 rara vez se usa debido a que no hay confirmación de que el mensaje se haya recibido correctamente en el nodo esclavo, esto no tiene mucho efecto si su capa física es RS-232, ya que de todos modos solo se puede implementar un nodo, RS-485 limita el número de nodos a 32, aunque algunos controladores le permitirán ampliar la cantidad.

Estructura de bits en el byte

El bit de menor importancia se envía y se recibe primero, todos los dispositivos dentro de la red deben interpretar cada byte transmitido de manera análoga de esta manera, no hay métodos para el reconocimiento automático de las velocidades en baudios que no están asignados y la misma velocidad en baudios debe ser utilizada por el servidor, así como por todos los clientes conectados al bus, MODBUS no especifica ninguna velocidad de transmisión específica: las velocidades de transmisión típicas son 9600 o 19200.

Un byte transmitido se codifica como: valor binario de 8 bits, hexadecimal 0 – 9 y A – F. El bit menos significativo se envía y se recibe primero

Suiler Altamirano

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¿Qué es el arranque Estrella-Triángulo? 

Es de conocimiento general que los motores trifásicos tienen una intensidad de arranque muy alta, la cual puede llegar a ser hasta 7 veces mayor que la nominal. El panorama cambia cuando ya está en movimiento el motor, ya que necesita menos consumo porque el rotor está girando y lleva su propia inercia.

Pero, ¿cómo podemos lidiar con esto?

Para eso está el arranque estrella-triángulo. Esta forma de conexión ayuda a «vencer» el par de arranque y reducir la intensidad consumida durante este.
En una conexión en estrella, las bobinas del motor se conectan a menos tensión de su tensión nominal o de la red y consume menos intensidad, así el par de arranque y la corriente de entrada se reduce a un tercio de los valores de una conexión habitual (triángulo). Después de un tiempo, los devanados se acoplan en triángulo y el motor rinde según sus características naturales. 

Conexionado

Con un arranque de motor estrella-triángulo, la puesta en marcha del motor trifásico se realiza mediante una transición entre los devanados. 

Cuando arrancamos con la conexión en estrella, en primer lugar el contactor de estrella puentea los terminales U2, V2, W2. A continuación, el contactor principal aplica la tensión de red en los terminales U1, V1, W1. Después de transcurrir el tiempo programado, se desconecta el contactor de estrella y conecta el contactor de triangulo aplicando la tensión de red a los terminales U2, V2 y W2.

Aquí te comparto el diagrama de conexión 😎. Para este arranque necesitamos, además de la protección al motor (en este caso, yo uso un guardamotor), tres contactores como mínimo: el principal, uno para la conexión en estrella y otro para la conexión en triángulo.

Para darte mayor detalle, he preparado un video para ti, en donde te explico detalladamente las conexiones de un arranque estrella-triángulo en el software CADe SIMU.

Ventajas y desventajas

Como todo en la vida, tiene sus pros y contras.

Ventajas:

  • Arranque económico y sencillo.
  • Buena relación par/corriente.

Desventajas:

  • Par de arranque débil.
  • Sin posibilidad de ajuste.
  • Limitado a motor de 6 bornas.

Aplicaciones habituales:

  • Máquinas que arrancan en vacío.
  • Ventiladores y bombas centrífugas de poca potencia.

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