Modbus RTU x Modbus TCP: as diferenças que importam no chão de fábrica

Modbus continua sendo o protocolo mais usado em integração industrial no Brasil — é aberto, simples e praticamente todo equipamento fala. E é justamente por ser simples que gera confusão.

O que é igual nos dois

A estrutura de dados: coils, discrete inputs, holding registers e input registers. O mesmo mapa de endereços, as mesmas funções de leitura e escrita. Um equipamento que fala RTU e TCP expõe os mesmos registradores nos dois.

O que muda

Modbus RTU roda sobre serial — RS-485 na prática industrial. Rede multiponto, um mestre e vários escravos no mesmo par trançado, cada um com endereço de 1 a 247. Comunicação binária, com verificação por CRC.

Modbus TCP roda sobre Ethernet. Cada dispositivo tem endereço IP, vários mestres podem consultar simultaneamente e não há limite prático de dispositivos além da rede.

Onde cada um ganha

RTU ganha em: distância (até 1200 m sem repetidor), custo por ponto, imunidade em ambiente eletricamente ruidoso quando bem instalado, e simplicidade — não depende da rede de TI da empresa.

TCP ganha em: velocidade, número de dispositivos, múltiplos mestres, integração com supervisório e sistemas superiores, e diagnóstico (qualquer notebook com um software de análise vê o tráfego).

Os erros de RS-485 que geram fantasma

Praticamente todo problema intermitente de Modbus RTU vem de instalação:

• Terminação ausente ou duplicada. A rede precisa de resistor de 120 Ω nas duas extremidades — e apenas nelas. Sem terminação, há reflexão; com terminação no meio, há atenuação.
• Topologia em estrela. RS-485 é barramento linear. Derivação longa (stub) gera reflexão. Cada ramal deve ter poucos centímetros.
• Ausência de referência de sinal. Os dois fios de dados precisam de referência comum. Sem o terceiro fio (common), equipamentos alimentados por fontes distintas trabalham com potenciais diferentes.
• Malha aterrada nas duas pontas. Cria laço de terra e injeta corrente na malha. Aterre em um ponto só.
• Cabo errado. Par trançado blindado com impedância de 120 Ω. Cabo de instrumentação comum funciona até o dia em que a máquina ao lado liga.
• Endereço duplicado. Dois escravos com o mesmo endereço respondem juntos e corrompem o quadro. Sintoma: erro de CRC aleatório.

Os erros de TCP

• Rede compartilhada com TI. Backup noturno inundando o switch derruba a comunicação da planta. Rede industrial deve ser segregada — VLAN no mínimo, switch próprio no ideal.
• Switch não gerenciável em rede crítica. Sem controle de broadcast e sem diagnóstico.
• Timeout mal configurado. Curto demais gera falha falsa; longo demais atrasa a detecção de falha real.
• Polling agressivo. Vinte mestres consultando o mesmo escravo a cada 50 ms saturam o dispositivo, não a rede.

O critério de escolha

• Poucos dispositivos, distância longa, orçamento apertado, ambiente ruidoso: RTU
• Muitos dispositivos, necessidade de supervisório e integração com sistemas: TCP
• Planta existente com RTU funcionando: gateway RTU/TCP costuma ser mais barato e menos arriscado que migrar tudo

A Platix implanta e diagnostica redes industriais em Piracicaba e região — inclusive a comunicação que "cai de vez em quando" e ninguém consegue reproduzir.