Quando parliamo di Modbus, parliamo di una rete di comunicazione tra apparecchiature che sfrutta due o quattro fili, per scambiare dati in modalità half duplex oppure full duplex, permettendo così di integrare oggetti e sistemi d’automazione di diverso tipo.
Il Modbus è da anni sfruttato nell’industria ma anche in altri ambiti, per esempio lo sapevi che in alcuni sistemi di riscaldamento e produzione acqua calda o fredda, anche delle abitazioni, sono utilizzate schede Modbus per far comunicare centraline con sensori, oppure centraline con altre centraline?
Proprio così, oggi Modbus è più che mai presente in qualsiasi ambito.
Integrazione del PLC con le reti modbus.
La rete Modbus è disponibile sostanzialmente in due versioni: quella RTU e quella TCP/IP; in effetti la maggior parte delle apparecchiature Modbus lavorano ancora sulla seriale, in particolare il sistema RS485.
Per integrare questo bus di dati con i PLC, per esempio quelli Siemens, possiamo installare schede di comunicazione apposite; come la CB1241 per il Simatic S7-1200, o il modulo CIM per il Logo!.
Con queste schede possiamo collegare direttamente il PLC alla rete Modbus, e leggere e scrivere i dati da e verso le apparecchiature; su RS485 possiamo avere massimo 32 apparecchi.
Ci sono oggi dispositivi Modbus che funzionano con protocollo TCP/IP, sono quindi provvisti di una scheda di rete Ethernet, e possono essere collegati direttamente alla rete del PLC.
Il costo di questi apparecchi è maggiore, poiché a bordo devono possedere la scheda di rete, per questo motivo si può anche optare per accoppiare la rete seriale RS485 con quella Ethernet, sfruttando dei Gateway.
La rete Modbus sarà sempre di tipo RTU, ma i client (i PLC) potranno comunicare con le apparecchiature, senza dover impiegare le schede di cui abbiamo accennato sopra.
Cosa comporta integrare il PLC con la rete Modbus?
Quando utilizziamo il Modbus con i PLC, dobbiamo sempre tener presente che se sfruttiamo solo due fili del bus RTU, la comunicazione non potrà essere velocissima; inoltre acquistando apparecchiature Modbus è bene assicurarsi di optare per produttori affidabili e apparecchi collaudati, dato che il mercato oggi offre davvero di tutto.
L’integrazione di un bus Modbus permette di espandere il numero di I/O disponibili sul PLC, poiché i moduli di ingressi e uscite di questo tipo non rientrano nel conteggio di quelli del controllore stesso, e risiedono invece in variabili nella memoria.
I PLC offrono librerie di funzioni specifiche per configurare le reti Modbus, come per esempio la MB_CLIENT per Simatic S7-1200.
Lo stesso Logo! Siemens, anche se concepito per piccole applicazioni, può comunicare in Modbus attraverso gli ingressi e le uscite di rete, sia digitali che analogiche.
Dove si impiega la rete Modbus con i PLC?
L’integrazione tra sistemi PLC e reti Modbus può avvenire per diversi motivi, uno dei quali l’ampia scelta di apparecchiature a costi contenuti, disponibili in diverse versioni per ogni utilizzo.
Si va dai relè programmabili, ai sensori di temperatura, pressione e umidità, agli ingressi digitali, e praticamente qualsiasi apparecchiatura disponibile per reti di altro tipo è quasi sempre disponibile anche in versione con modulo di comunicazione Modbus RTU.
A titolo d’esempio, una rete Modbus permette di costruire applicazioni di domotica, oppure di integrare impianti industriali nuovi con apparecchiature esistenti, soprattutto per ciò che concerne la strumentazione di rilevazione delle variabili ambientali.
