Beneficios de la comunicación Modbus digital en comparación con la transmisión de señales analógicas

Aunque las sondas analógicas y la tecnología de recopilación de datos tienen mucho que ofrecer, también presentan varios riesgos. Modbus es un protocolo de comunicación digital que supera muchos de estos problemas. En esta primera publicación de blog de una serie de tres sobre Modbus, presentamos este protocolo de bus de campo establecido, discutimos sus beneficios y exploramos cómo se implementa en los dispositivos de Vaisala.

¿Qué es Modbus?

Modbus fue desarrollado por Modicon en 1979 y es uno de los protocolos de bus de campo más antiguos disponibles. La intención inicial era crear un protocolo abierto; Gracias al éxito de esta estrategia, Modbus ahora se considera un protocolo estándar de la industria y es compatible con la mayoría de las marcas de controladores lógicos programables (PLC) porque no se necesitan licencias ni hardware propietario y es gratis implementar un sistema de control. Los productos de Vaisala utilizan Modbus RTU, que se basa en el protocolo RS-232 o RS-485, o Modbus TCP/IP, que utiliza una red Ethernet. Una posible desventaja de Modbus, especialmente en la comunicación de línea serie (RS-485), es que si tiene una configuración de múltiples proveedores que usa instrumentos de diferentes fabricantes en la misma red, puede haber algunos problemas de compatibilidad entre las diferentes marcas. 

El transmisor analógico Vaisala Indigo201

La plataforma Vaisala Indigo se usa ampliamente en una amplia gama de aplicaciones industriales desafiantes. El producto consta de un transmisor de datos analógico conectado a una sonda inteligente e intercambiable que mide variables como la humedad relativa y la temperatura, la temperatura del punto de rocío, la concentración de dióxido de carbono o peróxido de hidrógeno. Todas las mediciones y cálculos se realizan digitalmente mediante la sonda compatible con Indigo, que también puede funcionar como una unidad independiente sin transmisor. La sonda pasa los datos al transmisor, que luego los envía a un PLC en forma analógica.       

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El problema con la transmisión de señales analógicas

Por lo general, una sonda de humedad digital, en este caso, un Vaisala HMP3, tiene dos sensores: uno que mide la temperatura, como un sensor PT100, y otro para la humedad relativa, por ejemplo, un sensor Vaisala HUMICAP®; en realidad, estos sensores miden cambios en la resistencia y la capacitancia, respectivamente. La sonda convierte las señales analógicas en datos digitales, realiza los cálculos necesarios de temperatura y humedad relativa y envía los datos digitales precisos al transmisor analógico Indigo201. Luego, el transmisor vuelve a convertir esta señal en forma analógica para transmitirla a través de un cableado analógico al PLC, donde se convierte una vez más en datos digitales para su procesamiento y almacenamiento.

Como era de esperar, convertir los datos digitales a formato analógico en el transmisor de datos y luego volver a digital en el PLC u otro sistema de control introducirá fuentes de error adicionales. Garantizar mediciones precisas es importante tanto desde el punto de vista normativo como de calidad, y una forma de minimizar los errores es utilizar la comunicación digital. Aquí es donde entra Modbus.

Las ventajas de Modbus

Las mismas sondas que se pueden usar con el Indigo201 también son compatibles con el protocolo de comunicación digital Modbus RTU. Debido a que Modbus usa comunicación digital, además de la temperatura y la humedad relativa, la sonda también se puede usar para medir muchos otros parámetros, incluidos el punto de rocío/temperatura del punto de escarcha, la humedad absoluta, la relación de mezcla, la temperatura de bulbo húmedo y la entalpía, así como otros parámetros adicionales. información como el estado del dispositivo, el número de serie y el hash de seguridad. Permitir que el maestro Modbus verifique el estado del hash de seguridad le permite asegurarse de que el sensor no haya sido manipulado y que la configuración de la sonda no haya sido alterada. También es posible conectar múltiples sondas a la misma red; con un sistema analógico, esto requeriría una cantidad sustancial de cableado adicional y módulos (E/S) para instalar en el sistema PLC. Modbus también reduce el riesgo de errores de datos al minimizar las conversiones entre analógico y digital, lo que lo convierte en una excelente opción para la transmisión de datos digitales.

El transmisor no es solo un convertidor de protocolo analógico a digital

Aunque las sondas compatibles con Indigo se pueden usar como instrumentos de medición independientes, la mejor usabilidad a menudo se logra junto con un transmisor que ofrece una interfaz de usuario local, pantalla, diferentes opciones de fuente de alimentación y algunas de ellas con las ventajas de la comunicación digital. El transmisor Indigo202 proporciona el mismo Modbus RTU que la sonda y los transmisores de la serie Indigo500 se comunican con el protocolo Modbus TCP/IP.

Para obtener más información, vea el webinar sobre Modbus 101 o contáctenos.