¿Qué tipo de divisor Modbus necesitas?

Los divisores Modbus están disponibles en tres formas, cada una diseñada para abordar diferentes casos de uso. Examinaremos las tres opciones para ayudarte a elegir la adecuada. En algunos casos, un divisor físico Modbus RS485 es todo lo que necesitas, mientras que en otros escenarios, una solución de software tiene más sentido.

Los siguientes tres tipos de divisores de datos Modbus están disponibles habitualmente.

• Un divisor pasivo es un dispositivo físico que ramifica un cable RS485 para que varios dispositivos puedan usar la señal en proximidad.
• Un divisor activo es un dispositivo alimentado que aísla y regenera la señal Modbus para minimizar el ruido eléctrico en redes más grandes.
• Un divisor de software permite que varias aplicaciones compartan un puerto Modbus simultáneamente. No admite que dos maestros Modbus físicos compartan el mismo bus RS485.

Divisores Modbus físicos

Los divisores Modbus físicos pueden ser pasivos o activos. Cada tipo cumple una finalidad distinta.

Divisores pasivos como hubs o adaptadores en Y

Un divisor pasivo es un dispositivo sin alimentación que divide una única línea RS485 en varias líneas y se utiliza normalmente en implementaciones pequeñas donde los dispositivos de destino están cerca unos de otros. No añade componentes activos y no amplía el presupuesto efectivo de cable. La red combinada sigue estando sujeta a los límites del estándar RS485 de ~1200 m y 32 dispositivos. Estas características hacen que un divisor pasivo sea una buena opción para instalaciones compactas, como armarios de discos duros. No es adecuado para derivaciones largas o cuando se mezclan dispositivos de varios fabricantes con diferentes factores de terminación.

Un divisor pasivo no funcionará si necesita inyección de alimentación. Solo distribuyen la señal, no la amplifican. Los concentradores pasivos sencillos basados en RJ45 pueden conseguirse por alrededor de 50 $. Un divisor Modbus pasivo más elaborado, como el bloque divisor Schneider Electric LU9GC3, cuesta alrededor de 400 $ y puede conectar hasta 8 dispositivos a un único PLC.

Al comprar un divisor pasivo, debe verificar varios factores.

• El número de puertos/ramas que necesita, ya que normalmente admiten de 3 a 10.
• El tipo de conector utilizado, que puede ser un borne de tornillo, RJ45 o un bloque de terminales para carril DIN para integrarlo con su cableado existente.
• Si necesita añadir resistencias de terminación al final de cada rama o si están integradas en el dispositivo.

Divisores activos como repetidores o aisladores RS485

Un divisor activo es un dispositivo alimentado que regenera la señal y añade aislamiento. Normalmente se utilizan para tendidos de cable largos y en redes grandes y con mucho ruido. Los divisores activos no se limitan a distribuir la señal Modbus. Regeneran la señal para que cada rama pase a ser un segmento RD485 independiente, con terminación y límites de número de dispositivos. Estas características permiten tender cables más largos hacia más dispositivos que con un divisor pasivo. 

El aislamiento de señal disponible en los divisores Modbus activos ayuda a proteger un dispositivo maestro de daños por bucles de tierra debidos a un fallo de puesta a tierra eléctrica en un dispositivo esclavo. Un divisor activo utiliza su propia fuente de alimentación y suele desplegarse cuando un divisor pasivo no puede gestionar el número de dispositivos o la distancia requerida. Un repetidor/conversor típico con capacidad de aislamiento, como el RPT-485_422-4, amplía el bus hasta 1,2 km con aislamiento de 2,5 kV y cuesta alrededor de 120 $. El coste aumenta si necesitas conversión de protocolo adicional o una mayor tensión de aislamiento. 

Comprueba los siguientes factores al comprar un divisor activo Modbus RS485.

• La mayoría de los divisores activos requieren una fuente de alimentación externa de 9–30 VCC.
• La tensión de aislamiento habitual es 2,5 kV, pero puedes optar por 3–4,5 kV para entornos eléctricos más exigentes.
• Si el dispositivo detecta automáticamente el formato de datos y la velocidad en baudios o necesita configurarse para integrarse con tus otros dispositivos.

Software Modbus Splitter

Windows restringe el acceso a los puertos serie a una sola aplicación a la vez. Un divisor de software supera esta limitación, permitiendo que varios programas lean datos Modbus del mismo puerto simultáneamente. A continuación, analizamos más de cerca Virtual Serial Port Driver PRO, un divisor de Modbus por software con numerosas funciones.

División de puerto COM virtual

La solución dedicada – RS485 Splitter – te permitirá crear puertos RS485 virtuales y dividir los datos Modbus de tal manera que todos los puertos reciban los mismos datos simultáneamente. Esto significa que podrás duplicar los datos que llegan por COM1, por ejemplo, a los COM2, COM3, COM4 virtuales, y así sucesivamente. Conectadas a copias virtuales de COM1, varias aplicaciones, de hecho, obtendrán acceso compartido al puerto serie real.

Virtual Serial Port Driver PRO te permite dividir y unir puertos serie usados por dispositivos RS485, RS232 y RS422, redirigir los datos de un puerto a otro y crear conjuntos complejos de puertos.

Con este software divisor de datos Modbus, puede tener tantas interfaces COM virtuales como necesite. Lo que es especialmente importante es que todas ellas emularán completamente los parámetros y la configuración de los puertos de hardware originales.

Nota: VSPD PRO también puede unir varios puertos en uno, crear paquetes de puertos de muchos a muchos o cambiar automáticamente entre puertos reales — consulta nuestra guía de software Modbus para obtener más información.

Guía paso a paso

Para dividir un puerto RS485 físico en varios virtuales, sigue estos sencillos pasos:

1. Descargar Virtual Serial Port Driver PRO e instálalo en tu máquina.

2. Inicia la aplicación. Abre la pestaña “Split” y selecciona “Dividir puerto real”.

Árbol de paquetes

3. Seleccione el puerto real que necesita duplicarse, añada puertos virtuales (que se comunicarán con el puerto real dividido) haciendo clic en el botón “Más”. Puede crear y añadir tantos puertos virtuales como necesite.

4. Elige un puerto virtual para establecerlo como principal en el paquete y haz clic en “Establecer como principal”.

5. Por último, haz clic en el botón “Crear” y tu paquete de puertos COM aparecerá automáticamente en el árbol de paquetes.

¡Eso es todo! Ahora, los datos Modbus que lleguen al puerto serie real se enviarán a todos los puertos virtuales y a las aplicaciones conectadas a ellos.

Además, como alternativa a dividir los datos serie, la solución puede ayudarte a compartir un puerto real entre varias aplicaciones y a establecer los derechos de acceso («Lectura», «Escritura» y «Control») para cada una de ellas.

Cómo seleccionar el divisor Modbus adecuado para tu caso de uso

Utilice esta sencilla guía para determinar el tipo de divisor Modbus que necesita. 

• Elija un divisor de software si tiene varias aplicaciones en un mismo PC que requieren acceso al mismo puerto Modbus.
• Seleccione un divisor pasivo cuando desee que la señal Modbus llegue a dispositivos cercanos mediante ramales cortos.
• Utilice un divisor activo para admitir más dispositivos, tiradas de cable largas y para proporcionar aislamiento eléctrico para reducir el ruido. 

Casos de uso comunes del divisor Modbus

Adaptamos los siguientes casos de uso habituales con el tipo adecuado de divisor Modbus.

• Dos sistemas SCADA que supervisan un único PLC requieren un divisor de software.
• Un PLC, un SCADA y un historiador que necesitan acceso al mismo puerto requieren un divisor de software.
• Para compartir la señal Modbus con varios dispositivos en el mismo armario, utilice un divisor pasivo.
• Para dar soporte a líneas de producción extensas con dispositivos distribuidos, se requiere un divisor Modbus activo.

Software vs. Hardware

Esta tabla resume las diferencias entre los tres tipos de divisores Modbus.

  Divisor pasivo  Divisor activo (RS485)  Divisor por software (VSPD) 
Caso de uso  Ramificar un único cable hacia varios dispositivos  Extender o aislar una señal a través de un bus grande y múltiples dispositivos  Permitir que varias aplicaciones que se ejecutan en un PC lean el mismo puerto COM 
Alimentación  No  Sí N/A (software)
Coste típico  ~20–100 $  ~100–400 $+  Con licencia, desde 199,95 $ 
Dónde se encuentra el divisor  En el cableado RS485  En el cableado RS485  En la máquina Windows 
Limitaciones  No resuelve la contención del puerto por software  No resuelve la contención del puerto por software  No puede resolver conflictos físicos del bus/maestro 

Conclusión

Los tres tipos de divisores Modbus están diseñados para abordar tres casos de uso. Usar el tipo de divisor incorrecto no producirá resultados aceptables. Cuando necesite llegar a dispositivos cercanos mediante una derivación corta, un divisor pasivo es la opción adecuada. Si necesita aislamiento o está gestionando un bus largo y ruidoso, elija un divisor físico activo.

Cuando el cableado no es el problema, pero necesita que varias aplicaciones de Windows abran el mismo puerto COM a la vez, necesita un divisor de software. Virtual Serial Port Driver PRO es una solución sencilla que resuelve el problema con unos pocos clics. Le permite replicar con precisión los datos de un puerto físico a tantos puertos virtuales como necesiten sus aplicaciones.

Preguntas frecuentes

Sí, si desea dividir los datos para admitir varias aplicaciones en el mismo equipo que deban acceder al puerto COM de la máquina. Un controlador de puerto virtual, como VSPD PRO, no afecta al cableado físico; simplemente duplica los datos entrantes en varios puertos virtuales.

No, son esencialmente lo mismo, ya que Modbus RTU es el protocolo que funciona sobre una capa física RS485. Los términos “divisor Modbus RTU” y “divisor Modbus RS485” suelen utilizarse indistintamente, ya que ambos dividen una línea serie RS485.

Pueden, pero requieren hardware dedicado diseñado para el arbitraje de varios maestros. Aun así, puede que experimente tiempos de espera con este tipo de configuración. Un divisor pasivo no es suficiente para gestionar la contención del bus entre dos maestros.