Modbus gegen RS485

Entspricht Modbus dem Lernprogramm zur RS485 - RS485 - Kommunikation


RS485 ist ein serieller Datenübertragungsstandard, der in industriellen Implementierungen weit verbreitet ist. Das Modbus-Protokoll wird üblicherweise bei der Implementierung der RS485-Kommunikation verwendet. Dies unterscheidet RS485 vom RS232-Protokoll, das durch Übertragung mit ASCII-Zeichen kommuniziert. Es ist wichtig, Modbus zu verstehen, wenn Sie mit Geräten arbeiten, die das RS485-Protokoll verwenden.

Wenn Sie ein Techniker sind, der für die Unterstützung von RS485-Geräten verantwortlich ist, gibt es einige Techniken, die Ihre Arbeit erleichtern können. Wir präsentieren dieses kurze Tutorial, das die Unterschiede zwischen den Protokollen Modbus und RS485 demonstriert.

Inhalt

  1. Was ist RS485-Kommunikation?
  2. Was ist Modbus?

RS485 ist ein RS232-ähnliches Protokoll zur Implementierung der seriellen Datenkommunikation. Die beiden Protokolle verwenden unterschiedliche elektrische Signale, um die Datenübertragung zu ermöglichen.

Einer der Gründe für die Verwendung der RS485-Schnittstelle in industriellen Umgebungen ist die Möglichkeit, mehrere an denselben Bus angeschlossene Geräte zu bedienen. Auf diese Weise müssen bei der Abfrage mehrerer Geräte nicht mehrere Schnittstellen zur Verfügung stehen. Sie können dies tun, indem Sie a Busabschluss, Bewegen eines Schalters oder mit einem kleinen Widerstand auf eine Klemme geschraubt.

Es muss darauf geachtet werden, dass die richtige Schnittstelle verwendet wird, da die Protokolle RS485 und RS32 nicht vollständig kompatibel sind. Sie können ein Gateway zwischen RS232- und RS485-Schnittstelle aufbauen. In der Regel wird das RS485-Protokoll jedoch direkt mit USB-, GSM- oder Ethernet-Ports verbunden. Dieser kostengünstigere Ansatz macht die Verwendung zusätzlicher Komponenten überflüssig.

Geräte, die RS485-Ports verwenden, verwenden normalerweise das Modbus-Protokoll. Wenn Sie nicht mehr mit den ASCII-Protokollen von RS232-Geräten arbeiten, sollten Sie die Unterschiede des Modbus-Protokolls kennenlernen. Das ist der Zweck dieses kurzen Modbus-Tutorials.

Nachstehend finden Sie eine Tabelle, in der die Merkmale des RS485-Protokolls zusammengefasst sind. RS485 bietet Halbduplexübertragung auf einer symmetrischen Leitung über Entfernungen von bis zu 1,2 km.

Parameter
Arbeitsweise Differential
Anzahl der Treiber und Empfänger 32 Treiber
32 Empfänger
Maximale Kabellänge (Meter) 1200
Maximale Datenrate (Baud) 10 M
Maximale Gleichtaktspannung (Volt) 12 bis -7
Minimale Treiberausgangspegel (geladen) +/- 1.5
Minimale Treiberausgangspegel (unbeladen) +/- 6
Antriebslast (Ohm) 60 (min)
Treiberausgangs-Kurzschlussstrombegrenzung (mA) 150 bis Gnd, 250 bis -7 oder 12 V
Minimaler Empfängereingangswiderstand (kOhm) 12
Empfangsempfindlichkeit +/- 200mv

Wenn Sie weitere Informationen zu RS485 wünschen, wenden Sie sich an die EIA (Verband der elektronischen Industrie) oder Firmen wie Texas Instruments oder Maxim Semiconductors, die Geräte herstellen, die mit dem Protokoll kompatibel sind.

Was ist ein Halbduplex-System?


Ein Halbduplex Das System besteht aus einem oder mehreren Sendern und Empfängern, wobei jeweils nur ein Sender aktiv sein kann. Die Kommunikation wird von einem Sender durchgeführt, der eine Anfrage an einen bestimmten Empfänger richtet. Der Sender wartet dann eine vorgegebene Zeitspanne auf eine Antwort oder entscheidet, dass keine Antwort vom Empfänger eingeht.

Ein RS485-Netzwerk basiert auf einem Master/Slave-Framework. Der Master übernimmt die Rolle des Senders und fordert einen bestimmten Slave an, der als Empfänger fungiert. Der Master hört auf die Antwort und beendet die Kommunikation, wenn er sie nicht innerhalb eines angemessenen Zeitraums erhält.

Was ist Modbus?


Modbus-Meldungen


Das Prinzip der Modbus-Nachrichten. In einem Modbus RS485-Netzwerk beginnt die Kommunikation, wenn das Master-Gerät eine Anfrage an einen angeschlossenen Slave sendet. Ein Slave-Gerät verbringt seine Zeit damit, das Netzwerk auf Anfragen zu überwachen, die speziell an es gerichtet sind. Wenn eine Anfrage eingeht, führt sie entweder eine Aktion aus oder antwortet mit einer Antwort an den Master. Abfragen werden nur vom Master-Gerät initiiert.

Das Prinzip der Modbus-Nachrichten

Das Modbus-Protokoll bietet dem Master die Möglichkeit, Nachrichten an bestimmte Slave-Geräte zu adressieren oder mit allen Slaves gleichzeitig zu kommunizieren. Dies erfolgt über eine spezielle Broadcast-Adresse. Einige Produkte wie die von Integra und SPR unterstützen die Verwendung dieser Broadcast-Adresse nicht.

Lese- und Schreibvorgänge werden mithilfe von Spulen über Modbus-Nachrichten gesendet. Eine Spule besteht aus 16-Bit-Wörtern und Binärregistern. Ein Slave kann nur auf eine empfangene Nachricht antworten und initiiert niemals die Kommunikation mit dem Master.

Jedem Slave-Gerät, das parallel an den RS485-Bus angeschlossen ist, wird eine eindeutige Modbus-Slave-ID zugewiesen. Die gesamte Modbus-Kommunikation beginnt mit dem Senden der Slave-ID, um entweder ein Slave-Gerät auf die Annahme einer Abfrage hinzuweisen oder dem Master mitzuteilen, welches Gerät die Antwort gesendet hat.

Ebenso wie die RS232-Konnektivität funktioniert, müssen Slave- und Master-Geräte korrekt konfiguriert werden. Parameter wie Geschwindigkeit und Parität müssen im gesamten Netzwerk synchronisiert werden.

Modbus-Nachrichtenformat


Das Nachrichtenformat für die Modbus-Kommunikation zwischen Master und Slave ist im Protokoll festgelegt.

Eine Modbus-Abfrage besteht aus der Geräteadresse (oder Broadcast-Adresse), einem Funktionscode, der alle angeforderten Aktionen definiert, den mit der Anforderung zurückgegebenen Daten und einem Feld zur Fehlerüberprüfung.

Eine Modbus-Antwort besteht aus Feldern, die bestätigen, dass die angeforderte Aktion ausgeführt wurde, mit der Antwort gesendeten Daten und einem Fehlerprüffeld. Das Slave-Gerät erstellt eine Fehlermeldung als Antwort, wenn es die Anforderung nicht erfüllen kann oder wenn sich Fehler auf den Empfang der Nachricht auswirken.

Die seriellen Übertragungsmodi


Die Modbus-Kommunikation verwendet zwei unterschiedliche serielle Übertragungsmodi: ASCII und RTU.

Modbus ASCII Der Modus (American Standard Code for Information Interchange) sendet jede 8-Bit-Nachricht als zwei ASCII-Zeichen. Zu den Vorteilen des ASCII-Modus gehört die einfache Überwachung von Nachrichten auf einer Textkonsole. In diesem Modus kann auch ein Intervall von einer Sekunde akzeptiert werden, ohne dass eine Zeitüberschreitung auftritt.

Modbus RTU Der Modus (Remote Terminal Unit) überträgt Nachrichten in einem anderen Format. Hier enthält eine 8-Bit-Nachricht zwei 4-Bit-Hexadezimalzeichen. Daten, die diesen Übertragungsmodus verwenden, müssen in einem kontinuierlichen Datenstrom gesendet werden und ermöglichen einen besseren Durchsatz bei einer vergleichbaren Baudrate als der ASCII-Modus.

Serial Port Monitor

Anforderungen: Windows (32-bit und 64-bit): XP/2003/2008/Vista/7/8/10, Windows Server 2012, Windows Server 2016 , 9.16MB Größe
Version 7.0.342 (der 13. Jan, 2018) Versionshinweise
Categorie: Communication Application