Desenvolvimento de um Sistema de Conversão entre os Protocolos DNP3 e Modbus

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema embarcado para conversão bidirecional entre os protocolos industriais Modbus TCP e DNP3 (Distributed Network Protocol) TCP. A proposta visa suprir a necessidade de integração entre dispositivos que operam com diferentes protocolos de comunicação em ambientes industriais e de automação de energia. O sistema é implementado utilizando dois módulos ESP32-WROOM-32, conectados entre si por meio do protocolo UART (Universal Asynchronous Receiver/- Transmitter). Além disso, cada módulo é conectado à rede local Ethernet por meio do módulo W5500. São projetados clientes dedicados para envio e recepção de comandos de ambos os protocolos, com testes realizados em uma rede Ethernet local. Resultados experimentais comprovam o funcionamento correto da conversão nos dois sentidos, com tempos de resposta compatíveis com aplicações industriais não críticas. Além disso, são realizadas comparações com soluções comerciais, demonstrando que o sistema proposto apresenta um custo significativamente inferior, com flexibilidade de adaptação e código aberto como diferenciais.

This work presents the development of an embedded system for bidirectional conversion between the industrial protocols Modbus TCP and DNP3 (Distributed Network Protocol) TCP. The proposed solution addresses the need for integrating devices that operate with different communication protocols in industrial and energy automation environments. The system is implemented using two ESP32-WROOM-32 modules, interconnected via the UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) protocol. Additionally, each module is connected to the local Ethernet network through a W5500 interface. Dedicated clients are designed for sending and receiving commands in both protocols, and tests are conducted in a local Ethernet environment. Experimental results confirm the correct operation of the conversion in both directions, with response times compatible with non-critical industrial applications. Furthermore, comparisons with commercial solutions show that the proposed system offers significantly lower cost, along with adaptability and open-source advantages.