ES2717336A1 - TC2016 communications module for ModBus Master-Slave connections (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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Abstract

TC2016 communications module for ModBus connections Maestro-Esclavo is a device that acts as a ModBus gateway between equipment within the same installation, communicating incompatible a priori equipment (TCP communication - RTU communications) or expanding the number of connections of the server/slave device. It is able to provide the status of the server/slave alarm and to provide 8 analog signals 0/20ma-4/20ma. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo.TC2016 Communications Module for ModBus Master-Slave connections.

Sector de la técnicaSector of the technique

La siguiente invención pertenece al sector de las comunicaciones industriales.The following invention belongs to the field of industrial communications.

El objeto principal de la invención es un dispositivo que ejerce de pasarela entre dispositivos ModBus, ampliando la cantidad y el tipo de comunicaciones que tienen los servidores/esclavos ModBus.The main object of the invention is a device that acts as a gateway between ModBus devices, expanding the amount and type of communications that Modbus servers / slaves have.

Antecedentes de la invenciónBACKGROUND OF THE INVENTION

ModBus es un protocolo de comunicaciones situado en el nivel 7 del Modelo OSI, basado en la arquitectura maestro/esclavo (RTU) o cliente/servidor (TCP/IP), diseñado en 1979 por Modicon para su gama de controladores lógicos programables (PLCs). Convertido en un protocolo de comunicaciones estándar de facto en la industria, es el que goza de mayor disponibilidad para la conexión de dispositivos electrónicos industriales. Las razones por las cuales el uso de ModBus es superior a otros protocolos de comunicaciones son:ModBus is a communications protocol located at level 7 of the OSI Model, based on the master / slave architecture (RTU) or client / server (TCP / IP), designed in 1979 by Modicon for its range of programmable logic controllers (PLCs) . Developed into a de facto standard communications protocol in the industry, it is the one with the greatest availability for the connection of industrial electronic devices. The reasons why the use of ModBus is superior to other communication protocols are:

1. Es público1. It is public

2. Su implementación es fácil y requiere poco desarrollo2. Its implementation is easy and requires little development

3. Maneja bloques de datos sin suponer restricciones3. Handles blocks of data without assuming restrictions

ModBus permite el control de una red de dispositivos, por ejemplo un sistema de medida de temperatura y humedad, y comunicar los resultados a un ordenador. ModBus también se usa para la conexión de un ordenador de supervisión con una unidad remota (RTU) en sistemas de supervisión adquisición de datos (SCADA). Existen versiones del protocolo ModBus para puerto serie y Ethernet (ModBus/TCP).ModBus allows the control of a network of devices, for example a temperature and humidity measurement system, and communicate the results to a computer. ModBus is also used for the connection of a supervisory computer with a remote unit (RTU) in data acquisition supervision systems (SCADA). There are versions of the ModBus protocol for serial and Ethernet port (ModBus / TCP).

Existen dos variantes, con diferentes representaciones numéricas de los datos y detalles del protocolo ligeramente desiguales. ModBus RTU es una representación binaria compacta de los datos. ModBus ASCII es una representación legible del protocolo, pero menos eficiente. Ambas implementaciones del protocolo son serie. El formato RTU finaliza la trama con una suma de control de redundancia cíclica (CRC), mientras que el formato ASCII utiliza una suma de control de redundancia longitudinal (LRC). La versión ModBus/TCP es muy semejante al formato RTU, pero estableciendo la transmisión mediante paquetes TCP/IP (puerto del sistema 502, identificador asa- appl-pmto). There are two variants, with different numerical representations of the data and slightly unequal protocol details. ModBus RTU is a compact binary representation of the data. ModBus ASCII is a readable representation of the protocol, but less efficient. Both implementations of the protocol are series. The RTU format ends the frame with a cyclic redundancy control sum (CRC), while the ASCII format uses a longitudinal redundancy control sum (LRC). The ModBus / TCP version is very similar to the RTU format, but establishing transmission through TCP / IP packets (system port 502, identifier asa- appl-pmto).

El problema actualmente es que esclavos RTU no se pueden comunicar con clientes TCP y viceversa, haciendo muy costosa la actualización de la tecnología o el mantenimiento de la tecnología actual obligando a mantener equipos obsoletos ante la imposibilidad de actualizar las instalaciones existentes.The problem at the moment is that RTU slaves can not communicate with TCP clients and vice versa, making it very expensive to update the technology or maintain current technology, forcing obsolete equipment to be maintained due to the impossibility of updating existing installations.

Por otro lado, los esclavos ModBus tienen una cantidad limitada de puertos de comunicaciones, limitando el número de Maestros ModBus que pueden interrogar a dicho esclavo, On the other hand, ModBus slaves have a limited number of communication ports, limiting the number of ModBus Masters that can interrogate that slave,

Explicación de la invenciónExplanation of the invention

El Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo, está diseñado para ser introducido en un armario rack 19”, dispone de 6 puertos DB-9, 3 puertos RJ-45 y 8 salidas analógicas.The TC2016 Communication Module for ModBus Master-Slave connections, is designed to be inserted in a 19 "rack cabinet, it has 6 DB-9 ports, 3 RJ-45 ports and 8 analog outputs.

El concepto de diseño, aparte de ampliar los puertos de comunicaciones del sistema, es que ejerza de pasarela de comunicaciones entre equipos Maestro-Esclavo, permitiendo la comunicación entre ellos, aunque a priori fueran incompatibles, ya que ahora mismo un esclavo RTU no se puede comunicar con un Maestro TCP y viceversa.The concept of design, apart from expanding the communications ports of the system, is to act as a communications gateway between Master-Slave equipment, allowing communication between them, even if they were incompatible a priori, since right now an RTU slave can not be communicate with a TCP Master and vice versa.

El Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo es capaz de comunicar 4 maestros serie a diferentes velocidades con un servidor TCP, a la vez que mantiene la comunicación TCP con otros clientes TCP.The TC2016 Communications Module for ModBus Master-Slave connections is capable of communicating 4 serial masters at different speeds with a TCP server, while maintaining TCP communication with other TCP clients.

El Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo permite comunicar hasta 4 clientes TCP y tres maestros serie a diferentes velocidades con un esclavo serie, a la vez.The TC2016 Communications Module for ModBus Master-Slave connections allows to communicate up to 4 TCP clients and three serial masters at different speeds with a serial slave, at the same time.

Es capaz de proporcionar una comunicación ModBus TCP a través de otro puerto configurable diferente al 502, ya que en algunas instalaciones industriales las comunicaciones a través de este puerto pueden a llegar a ser un problema.It is capable of providing a ModBus TCP communication through another configurable port other than 502, since in some industrial facilities communications through this port can become a problem.

Canaliza dos puertos serie del esclavo ModBus TCP, en caso de que los tuviera.It channels two serial ports of the ModBus TCP slave, if any.

Proporciona 8 señales analógicas de 0-20 mA o 4-20 mA configurables, aisladas galvánicamente y previamente configuradas en el esclavo ModBus.Provides 8 configurable, galvanically isolated, 0-20 mA or 4-20 mA analog signals previously configured in the ModBus slave.

Dispone de un contacto libre de potencial denominado Alarma Globalizada que recoge cualquier mal funcionamiento programado en el equipo esclavo.It has a potential free contact called Globalized Alarm that collects any malfunction programmed in the slave equipment.

En el cuadro siguiente podemos ver las diferentes combinaciones de comunicaciones permitidas con el módulo de comunicaciones TC2016.In the following table we can see the different combinations of communications allowed with the TC2016 communications module.

Comunicaciones admitidas entre Maestro y EsclavoSupported communications between Master and Slave

Figure imgf000003_0001
Figure imgf000003_0001

Este cuadro se ve ampliado al introducir la variable de velocidades de puerto serie para maestro/esclavo y con puertos TCP en caso de maestro/esclavo TCP. Se admiten un máximo de 4 conexiones maestras TCP conectadas al puerto esclavo del módulo TC2016. This table is expanded by entering the variable of serial port speeds for master / slave and with TCP ports in case of master / slave TCP. A maximum of 4 TCP master connections connected to the slave port of the TC2016 module are supported.

Breve descripción de los dibujosBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization thereof, a set of figures is included as an integral part of said description. where, with illustrative and non-limiting character, the following has been represented:

Figura 1.- Muestra la vista frontal del Módulo de Comunicaciones TC2016. Donde se pueden ver dos indicadores luminosos Verde encendido, Rojo Alarma y un conector RJ-45 muy útil para realizar labores de mantenimiento.Figure 1.- Shows the front view of the Communications Module TC2016. Where you can see two lights Green on, Red Alarm and a RJ-45 connector very useful for maintenance.

Figura 2.- Muestra la vista trasera del Módulo de Comunicaciones TC2016. Donde se ven los cuatro puertos Serie (P1, P2, P3 y P4), dos conectores RJ-45 (ETH1 y ETH2), los puertos que canalizamos del esclavo (Com1 y Com2), la salida digital en el conector J1 y las salidas analógicas en los conectores J0.Figure 2.- Shows the rear view of the Communications Module TC2016. Where you see the four serial ports (P1, P2, P3 and P4), two RJ-45 connectors (ETH1 and ETH2), the ports that we channel from the slave (Com1 and Com2), the digital output in connector J1 and the outputs analog in J0 connectors.

Figura 3.- Muestra la vista interna de Módulo de Comunicaciones TC2016. Donde se pueden ver los diferentes componentes de los que está compuesto. El PLC ABB PM573ETH, el coupler de puertos serie CM574-RS, el módulo de señales analógicas AO523, el módulo se señales digitales DO571, el switch de comunicaciones ethernet EDS205, el relé temporizado CT-MVS22S, el relé de un contacto 40.31 y los aisladores galvánicos CC-E I/I-2.Figure 3.- Shows the internal view of Communications Module TC2016. Where you can see the different components of which it is composed. The ABB PM573ETH PLC, the CM574-RS serial port coupler, the AO523 analog signal module, the DO571 digital signal module, the EDS205 ethernet communications switch, the CT-MVS22S timed relay, the contact relay 40.31 and the Galvanic insulators CC-E I / I-2.

Realización preferente de la invenciónPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

A la vista de las mencionadas figuras, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.In view of the mentioned figures, an example of a preferred embodiment of the invention can be observed, which comprises the parts and elements that are indicated and described in detail below.

Así, tal y como se observa en las figuras 1 a 3, una posible realización preferente del Módulo de comunicaciones TC2016 en cuestión, comprende esencialmente, los siguientes elementos:Thus, as seen in Figures 1 to 3, a possible preferred embodiment of the TC2016 Communications Module in question, essentially comprises the following elements:

• Envolvente metálica para ser introducida en un armario RACK 19”.• Metal enclosure to be inserted in a RACK 19 "cabinet.

• Placa de montaje donde irán dispuestos los diferentes elementos internos que componen el Módulo de comunicaciones TC2016.• Mounting plate where the different internal elements that make up the TC2016 Communications Module will be arranged.

• En la parte frontal, indicadores luminosos tanto de encendido o tensión 24VDC (Verde), como de alarma activa (Rojo).• On the front, both 24VDC (Green) and active alarm (Red) lights.

• Conector para entrada de tensión de 24Vdc, Portafusibles e interruptor de conexión/ desconexión.• Connector for 24Vdc voltage input, fuse holders and on / off switch.

• Dos conectores DB9 Macho Com1 y Com2 para recibir las conexiones serie del esclavo en caso de tenerlas.• Two male DB9 connectors Com1 and Com2 to receive the serial connections of the slave if there are any.

• Dos conectores DB9 Hembra Com1 y Com2 para enviar la señal del esclavo en caso de tener esas comunicaciones.• Two Female DB9 connectors Com1 and Com2 to send the signal of the slave in case of having those communications.

• Cuatro conectores DB9 Hembra P1, P2, P3 y P4, para conexión ModBus Maestro/esclavo. • Four Female DB9 connectors P1, P2, P3 and P4, for ModBus Master / Slave connection.

• Tres conectores RJ45 para conexiones ModBus Maestro/esclavo y conexiones TCP para su mantenimiento.• Three RJ45 connectors for ModBus Master / Slave connections and TCP connections for maintenance.

• Conector de 4 bornas J1 para la alarma globalizada.• Connector of 4 terminals J1 for the globalized alarm.

• Dos conectores de 8 bornas JO para las 8 señales analógicas.• Two connectors of 8 JO terminals for the 8 analog signals.

Internamente el Módulo de comunicaciones TC2016 está compuesto por:Internally TC2016 Communications Module is composed of:

• Coupler de puertos serie CM574-RS donde el Com2 está conectado al puerto P1 y el Com1 de CM574-RS está conectado al puerto P2. Estos puertos admiten tanto comunicación RS-232 como comunicación r S-485.• Coupler of CM574-RS serial ports where Com2 is connected to port P1 and Com1 of CM574-RS is connected to port P2. These ports support both RS-232 communication as r S-485 communication.

• El PLC PM573 ETH compuesto de dos puertos serie y un puerto ethernet, donde el Com1 está conectado al P3 y el Com2 está conectado al P4. Estos puertos al igual que los puertos del coupler, admiten tanto comunicación RS-232 como comunicación RS-485.El puerto Ethernet está conectado al switch EDS 205 para poder transferir dicha señal a los diferentes conectores RJ-45 (ETH1, ETH2 y ETH3).• The PM573 ETH PLC composed of two serial ports and one ethernet port, where Com1 is connected to P3 and Com2 is connected to P4. These ports, like the coupler ports, support both RS-232 communication and RS-485 communication. The Ethernet port is connected to the EDS 205 switch in order to transfer this signal to the different RJ-45 connectors (ETH1, ETH2 and ETH3) .

• El módulo de señales analógicas AO 523 que proporciona 8 señales analógicas 0-20 mA o 4-20 mA conectadas a los aisladores galvánicos CC-E l/l- 2 para proporcionar unas señales aisladas en los conectores J2 de señales analógicas• The AO 523 analog signal module that provides 8 0-20 mA or 4-20 mA analog signals connected to the galvanic isolators CC-E l / l-2 to provide isolated signals on analog signal J2 connectors

• El módulo se señales digitales DO571 que acciona el relé 40.31 y nos proporciona un contacto libre de potencial en el conector J1 de alarma globalizada.• The module is digital signals DO571 that triggers the relay 40.31 and provides a potential free contact in the J1 globalized alarm connector.

• El Relé temporizado CT-MVS22S, interviene la alimentación reiniciando todos los componentes internos del Módulo de comunicaciones TC2016 • Timed relay CT-MVS22S, the power intervenes restarting all internal components of TC2016 Communications Module

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1. Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo caracterizado por 6 puertos de comunicación serie, 3 puertos de comunicación ETH, conector de 4 bornas para alarma y dos conectores de 8 bornas para la obtención de 8 salidas analógicas, diseñado como pasarela de comunicaciones entre equipos Maestro-Esclavo.1. TC2016 Communication Module for ModBus Master-Slave connections, characterized by 6 serial communication ports, 3 ETH communication ports, 4-terminal connector for alarm and two 8-terminal connectors for obtaining 8 analog outputs, designed as a gateway Communications between Master-Slave equipment. 2. Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo según reivindicación 1, permite la comunicación entre equipos a priori incompatibles, permite comunicar un esclavo RTU con uno o varios (hasta 4) clientes TCP, mientras permite la comunicación con 3 maestros RTU también.2. TC2016 Communications Module for ModBus Master-Slave connections according to claim 1, allows communication between incompatible a priori equipment, allows to communicate an RTU slave with one or more (up to 4) TCP clients, while allowing communication with 3 RTU masters . 3. Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo según reivindicación 1, permite la comunicación entre equipos a priori incompatibles, permite comunicar un servidor TCP con hasta 4 maestros RTU a diferentes velocidades, mientras permite la comunicación con 4 clientes TCP también.3. TC2016 Communications Module for Master-Slave ModBus connections according to claim 1, allows communication between incompatible a priori equipment, allows to communicate a TCP server with up to 4 RTU masters at different speeds, while allowing communication with 4 TCP clients as well. 4. Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo según reivindicación 1, es capaz de proporcionar comunicación a un servidor TCP con otros clientes TCP a través de un puerto diferente al 502 estándar para la comunicación ModBus.4. TC2016 Communications Module for ModBus Master-Slave connections according to claim 1, is able to provide communication to a TCP server with other TCP clients through a port other than standard 502 for ModBus communication. 4. Módulo de Comunicaciones TC2016 para conexiones ModBus Maestro-Esclavo según reivindicación 1, permite obtener 8 señales analógicas 0-20 mA o 4-20 mA previamente configuradas en el esclavo o servidor. 4. TC2016 Communications Module for ModBus Master-Slave connections according to claim 1, allows to obtain 8 analog signals 0-20 mA or 4-20 mA previously configured in the slave or server.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104394069A (en) * 2014-11-11 2015-03-04 东北大学 Micro-grid data gateway device and data converting method
CN205377930U (en) * 2015-12-14 2016-07-06 南京大全自动化科技有限公司 Be transformed into MODBUS stipulations from TCPIP link serial link's equipment

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