Descripción
Modbus RTU (Remote Terminal Unit) es uno de los modos de transmisión más utilizados del protocolo Modbus. Está diseñado para funcionar sobre canales serie, como por ejemplo RS-485 o RS-232, y se emplea habitualmente en entornos industriales por su simplicidad, eficiencia y robustez.
En Modbus RTU, la comunicación sigue un modelo máster–esclavo donde:
- Un único dispositivo máster inicia siempre la comunicación.
- Uno o varios dispositivos esclavos permanecen a la espera de peticiones.
- Solo el esclavo direccionado responde a una petición.
- No existen comunicaciones espontáneas desde los esclavos.
Este modelo garantiza un flujo de comunicación ordenado y evita colisiones en el bus.
Encapsulación del mensaje (ADU)
Mientras que el protocolo Modbus define la estructura lógica de los mensajes (PDU), Modbus RTU define cómo estos mensajes se encapsulan y se transmiten físicamente sobre una línea de comunicación serie, incluyendo el direccionamiento de dispositivos, el control de errores y la temporización entre tramas.
Esta encapsulación de la estructura lógica de los mensajes (PDU), se denomina ADU (Application Data Unit), y se compone de:
- Dirección del esclavo
- PDU (Protocol Data Unit)
- Código de verificación de errores (CRC)
| Campo | Tamaño | Descripción |
|---|---|---|
| Dirección | 1 byte | Identificador del dispositivo esclavo (1–247) |
| PDU | N bytes | Código de función + datos |
| CRC | 2 bytes | Detección de errores (CRC-16) |
📌 La PDU es exactamente la misma que se ha descrito en el apartado Protocolo Modbus; Modbus RTU únicamente define cómo se transporta.
Dirección de esclavo
- Cada esclavo del bus Modbus RTU dispone de una dirección única entre 1 y 247.
- La dirección 0 está reservada para mensajes broadcast (difusión).
En un mensaje broadcast:
- Todos los esclavos reciben la orden.
- Ningún esclavo responde, independientemente del resultado de la operación.
Control de errores: CRC-16
Modbus RTU utiliza un CRC de 16 bits para detectar errores de transmisión.
- El CRC se calcula sobre todos los bytes de la ADU, excepto el propio CRC.
- Se transmite en orden LSB primero, MSB después.
- El receptor recalcula el CRC y lo compara con el recibido.
Si el CRC no coincide:
- El mensaje se descarta.
- No se envía ninguna respuesta.
Este mecanismo proporciona una detección de errores fiable incluso en entornos eléctricos ruidosos.
Temporización y silencios de línea
Una característica fundamental de Modbus RTU es que la delimitación de las tramas no se realiza mediante caracteres especiales, sino mediante tiempos de silencio en la línea.
Silencios obligatorios
- Silencio mínimo entre tramas:
≥ 3,5 tiempos de carácter - Silencio máximo entre bytes dentro de una trama:
≤ 1,5 tiempos de carácter
Si se supera el tiempo de 1,5 caracteres entre bytes:
- El receptor considera que la trama ha finalizado.
- La trama se invalida.
Tiempo de carácter
El tiempo de carácter depende de la velocidad de transmisión configurada (baudrate) y del formato serie (bits de datos, paridad, stop bits).
Ejemplo a 9600 bps (8N1):
- 1 carácter ≈ 1,04 ms
- 3,5 caracteres ≈ 3,65 ms
Secuencia típica de comunicación
- El máster espera el silencio mínimo de línea.
- El máster transmite la ADU de petición.
- El esclavo recibe y valida la trama (CRC y temporización).
- El esclavo procesa la petición.
- El esclavo responde con una ADU de respuesta (salvo broadcast).
- El bus vuelve a quedar en reposo.
Este mecanismo garantiza una comunicación determinista y ordenada.
El protocolo Modbus RTU es un estándar de la organización Modbus que se transmite a través de un canal serie, habitualmente RS-485 o RS-232. En este modo, las tramas se envían en formato binario e incluyen un CRC de 16 bits, lo que proporciona comunicaciones rápidas, robustas y fiables en entornos industriales.
Modbus RTU utiliza silencios en la línea para marcar el inicio y el final de cada mensaje: un intervalo igual o superior al tiempo de transmisión de 3,5 bytes delimita la trama, y se debe respetar nuevamente este tiempo antes de iniciar una nueva transmisión.
Las pantallas LED pueden operar tanto en modo esclavo, respondiendo únicamente a las peticiones dirigidas a su dirección, como en modo máster, generando y gestionando solicitudes hacia otros dispositivos Modbus en la red.