Desenvolvimento de protocolo Modbus RTU para microcontrolador PIC18F4550

Abstract

O uso do protocolo Modbus tem aumentado continuamente nas diversas aplicações de engenharia através das redes industriais. Isso decorre do crescente aumento dos sistemas de automação industrial que utilizam esta linguagem universal como padrão de comunicação serial. Tal fama se dá pela sua maturidade, simplicidade, gratuidade e independência em relação ao hardware. Para tanto, este trabalho relata o desenvolvimento do protocolo de comunicação serial Modbus-RTU em linguagem C, para realizar a camada de aplicação, em um microcontrolador de 8 bits (PIC18F4550) através da UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) presente neste microcontrolador, para a camada de dados, e o padrão RS-485, para a camada física. Foram desenvolvidas e testadas, em simulação, as 8 principais funções do protocolo para um dispositivo operando como escravo. A validação do desenvolvimento tomou como referência os critérios estabelecidos em documentação de testes oficial da própria Organização Modbus, permitindo garantir que o desenvolvimento está em conformidade com as especificações do Protocolo Modbus Oficial.

The use of the Modbus protocol has continuously increased in various engineering applications through industrial networks. This stems from the growing increase in industrial automation systems that use this universal language as a serial communication standard. This fame is due to its maturity, simplicity, gratuity and independence from hardware. To this end, this work reports the development of the Modbus-RTU serial communication protocol in C language, to perform the application layer, in an 8-bit microcontroller (PIC18F4550) through the UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) present in this microcontroller, for the data layer, and the RS-485 standard, for the physical layer. The 8 main protocol functions for a slave-operating device were developed and tested in simulation. The validation of the development took as reference the criteria established in the official testing documentation of the Modbus organization itself, allowing to ensure that the development complies with the specifications of the Official Modbus Protocol.