El protocolo Modbus surgió a finales de los años 70 y sigue siendo relevante en la interacción M2M (Machine-to-Machine). Es un protocolo de red muy usado en la industria para monitorear e integrar diversos equipos. De hecho, Modbus es un estándar de facto y lo admiten casi todos los fabricantes de dispositivos industriales. Con el protocolo Modbus puede recibir valores de sensores y gestionar controladores. Inicialmente, Modbus usaba las interfaces RS-232 y RS-485. Más adelante apareció la variante Modbus TCP, que usa la red Ethernet para la interacción entre los participantes. Por defecto, este protocolo usa el puerto TCP 502.
Los dispositivos Modbus interactúan según el principio master-slave. El dispositivo master establece la conexión y ejecuta las solicitudes, mientras que el slave solo puede responder. Recientemente, el desarrollador de Modbus cambió la terminología master-slave por la más familiar Client-Server. El dispositivo o software cliente (master) envía solicitudes al dispositivo servidor consultado (slave) y recibe respuestas.
Cada dispositivo Modbus se identifica con una dirección única (Slave ID) que puede asignarse en el rango 1-247. La dirección 0 se usa para solicitudes de difusión (broadcast) de un cliente a todos los servidores, mientras que las direcciones 248-255 se consideran reservadas. En Modbus TCP, la IP habitual del dispositivo actúa como identificador. Sin embargo, también puede requerirse una dirección estándar para la conexión si se establece con una red RS485 a través de un router especial.
Una solicitud Modbus consta de un código de función y los datos que se solicitan o se escriben en el dispositivo. Cada función solo puede operar con un tipo de datos específico. Hay funciones de solo lectura y de solo escritura.
Funciones para leer registros Modbus TCP
Código de función |
Qué hace la función |
Tipo de valor |
Tipo de acceso |
|---|---|---|---|
01 (0x01) |
Leer estado de Coil |
Discreto |
Lectura |
02 (0x02) |
Leer estado de entrada |
Discreto |
Lectura |
03 (0x03) |
Leer Holding Registers |
16 bit |
Lectura |
04 (0x04) |
Leer Input Registers |
16 bit |
Lectura |
El acceso a los registros se realiza con una dirección de 16 bits. El primer elemento de cada grupo de registros corresponde a la dirección 0. Es decir, la dirección (índice) de cualquier registro puede tomar valores del rango 0-65535. Los registros almacenan valores de variables internas, contadores, lecturas de diversos sensores y flags. Las direcciones (índices) de los registros necesarios se encuentran en la documentación del dispositivo concreto. Suelen listarse en la sección "Modbus Mapping Table".
Para leer y monitorear los parámetros de dispositivos Modbus puede usar programas especiales que admitan este protocolo. 10-Strike Network Monitor Pro le permite conectarse a dispositivos vía Modbus TCP y leer los parámetros necesarios. Para leer un registro solo necesita indicar los siguientes parámetros:
- Dirección IP del dispositivo
- Puerto (502, por defecto)
- Slave ID
- Índice del registro
- Código de función
Si el servidor de monitoreo no está en la red del dispositivo, puede conectarse a él en otra red mediante un Agent (servicio proxy).
El programa puede instalarse en un servidor conectado a la red #1 y conectarse vía Modbus TCP a un dispositivo en otra red #2 vinculada a la red #1. Para ello puede usar una aplicación de agente remoto, instalada en un PC de la red #2 con el dispositivo Modbus deseado. Con este esquema, el programa envía una solicitud al agente en la IP indicada, y el agente la reenvía al dispositivo Modbus.
Cuando el valor del parámetro sale de los límites especificados, el programa notifica de inmediato de varias formas. El umbral de alarma se configura en los parámetros de la comprobación.
Puede mostrar los valores de los parámetros monitoreados en indicadores gráficos o en un esquema, diagrama o mapa tipo SCADA.
Desventajas del protocolo Modbus
El protocolo se desarrolló hace más de 40 años, cuando la protección de datos aún no era tan relevante. Tiene varias desventajas, no solo relacionadas con la seguridad:
- Falta de autenticación y cifrado de los datos transmitidos. Para protegerlos necesita usar túneles VPN.
- Solo el dispositivo master puede iniciar una transferencia de datos. Debe solicitar constantemente al dispositivo slave, generando tráfico innecesario.
- El dispositivo slave no puede detectar la desconexión del master.
Pese a su antigüedad y desventajas, Modbus sigue siendo fácil de usar. Eso le da una alta velocidad de implementación industrial. La ausencia de funcionalidad innecesaria es su principal ventaja. Modbus se desarrolla activamente y lo admiten muchos dispositivos industriales de diversos fabricantes. También lo usan proveedores al crear plataformas IoT en la nube.
Advertencia: esta comprobación solo está disponible en la versión Pro del programa.
Véase también:
Requisitos: Windows XP/Vista/7/8.1/10/11, Server 2003/2008/2012/2016/2019/2022 compatible.
