Analisador de Protocolo Modbus

Modbus é o protocolo de comunicação industrial mais utilizado, desenvolvido pela Modicon em 1979. Permite a comunicação entre dispositivos eletrônicos através de linhas seriais (RTU) ou Ethernet (TCP/IP). Esta ferramenta ajuda engenheiros a depurar e analisar comunicações Modbus sem hardware ou software especializado.

Estrutura do Frame Modbus RTU

Modbus RTU (Remote Terminal Unit) transmite dados em formato binário através de conexões seriais como RS-232 ou RS-485. Cada frame inclui um endereço escravo, código de função, dados e um checksum CRC de 16 bits para detecção de erros. O formato binário compacto torna o RTU eficiente para ambientes com largura de banda limitada.

Estrutura do Frame Modbus TCP

Modbus TCP encapsula frames RTU dentro de pacotes TCP/IP, usando um cabeçalho MBAP (Modbus Application Protocol) de 7 bytes. Este cabeçalho contém um ID de transação para correspondência requisição-resposta, identificador de protocolo (sempre 0 para Modbus), comprimento da mensagem e ID de unidade. A comunicação TCP usa a porta 502 por padrão.

Códigos de Função Comuns

Códigos de função definem o tipo de operação em uma requisição Modbus. Operações de leitura (01-04) recuperam estados de bobinas ou valores de registradores, enquanto operações de escrita (05, 06, 0F, 10) modificam dados do dispositivo. Cada código de função tem requisitos específicos de formato de dados.

Ordem de Bytes no Modbus

Diferentes fabricantes de PLC usam ordens de bytes variadas para valores de 32 e 64 bits. As quatro disposições comuns são: Big Endian (ABCD) - ordem de rede padrão; Little Endian (DCBA); Mid-Big Endian (BADC); e Mid-Little Endian (CDAB). Ao ler valores incorretos, tente diferentes ordens de bytes para encontrar a interpretação correta.

Algoritmo CRC-16/Modbus

Modbus RTU usa CRC-16 com polinômio 0x8005 e valor inicial 0xFFFF para detecção de erros. O CRC é calculado sobre o endereço escravo, código de função e bytes de dados, então anexado com o byte baixo primeiro. Um frame com CRC incorreto deve ser descartado pelo receptor.

Aplicações Práticas

• Solucionar erros de comunicação entre PLCs e sistemas SCADA analisando dados brutos de pacotes
• Verificar valores de registradores durante comissionamento convertendo dados hex para unidades de engenharia
• Gerar comandos de teste para validação de dispositivos sem software mestre Modbus dedicado
• Depurar problemas de ordem de bytes ao integrar dispositivos de diferentes fabricantes