בתחום הבקרה התעשייתית, תקשורת חשמלית חשמלית, מד חכם וכו ', משמשת בדרך כלל תקשורת סדרתית להחלפת נתונים. השיטה הראשונית בה נעשה שימוש היא ממשק RS232, בשל המורכבות של האתר התעשייתי, מגוון ציוד חשמלי יפיק הפרעות אלקטרומגנטיות יותר בסביבה, מה שיכול להוביל לשגיאות העברת אות.
בשנת 1979, שניידר אלקטריק פיתח פרוטוקול אוטובוס לפרוטוקול Modbus שדה תעשייתי, המשמש כיום באירועי תקשורת RS485 תעשייתיים רבים משתמשים בפרוטוקול Modbus, ולכן כיום אנו מבינים את פרוטוקול התקשורת RS485 ו- MODBUS.
ראשית, הצגת Rs485
בהזדמנויות הבקרה התעשייתית, אוטובוס RS485 בגלל הממשק הפשוט שלו, נעשה שימוש נרחב ברשתות קלות, מרחק שידור ומאפיינים אחרים.
RS485 ו- RS232 מבוססים על אותו ממשק תקשורת סדרתי, פעולת השליחה וקבלת נתונים זהה, כך שהשימוש באותו מנהל התקן העומד בבסיס. אך הם נמצאים ביישום בפועל של מצב התקשורת יש הבדל גדול, ממשק RS485 למצב תקשורת נתונים של חצי דופלקס, בעוד שממשק RS232 למצב תקשורת נתונים מלא דופלקס, לא ניתן לשלוח נתונים ולקבל בו זמנית, על מנת להבטיח כי הנתונים שנשלחו והתקבלו ללא סכסוך, החומרה היא דרך כיוון כדי להשיג, ובהתנהלות גם תוכנה נשלחת והתקבלה של התהליך.
ממשק RS485 המורכב מרשת חצי דופלקס, בדרך כלל מערכת דו-חוטית (לשעבר חיבור ארבע חוטים, יכול רק לממש את התקשורת הנקודה לנקודה, שכעת נעשה שימוש לעיתים רחוקות), העברת כבלים מעוותת יותר מוגנת. ניתן לחבר את החיווט הזה לטופולוגיית האוטובוס באותו אוטובוס למקסימום 32 צמתים. ברשת התקשורת RS485 משמשת בדרך כלל במצב התקשורת של עבדים, כלומר מארח עם יותר מעבד אחד.
מאפייני RS485:
RS485 מאפיינים חשמליים: היגיון "0" להבדל המתח בין שתי השורות עבור + (2-6) v אמר; היגיון "1" להבדל המתח בין שתי השורות עבור - (2-6) v אמר. ההיגיון "1" מסומן על ידי הפרש מתח של -(2-6) V בין שתי השורות. רמת אות הממשק נמוכה מ- RS232, לא קל לפגוע בשבב מעגל הממשק, והרמה תואמת לרמת TTL, ניתן לחבר בקלות עם מעגל TTL.
קצב העברת הנתונים המרבי של RS485 הוא 10 מגהביט לשנייה.
ממשק RS485 הוא השימוש בשילוב מקלטים דיפרנציאלי ומקלט דיפרנציאלי, יכולת הפרעות נגד-מצבים לשפר, כלומר הפרעות אנטי-רעש טובות.
מרחק ההעברה המרבי של ממשק RS485 הוא סטנדרטי לגובה של 4000 רגל (כ- 1219 מטר), ולמעשה הוא יכול להגיע ל -3000 רגל. בנוסף, ממשק RS232 מאפשר לחיבור רק משדר אחד לאוטובוס, כלומר יכולת תחנה יחידה. ממשק RS485 באוטובוס מותר לחבר עד 128 משדרים. כלומר, עם יכולת רב תחנות, כך שמשתמשים יוכלו להשתמש בממשק RS485 יחיד כדי להקים בקלות רשת של מכשירים.
שנית, מבוא מודבוס
מודבוס הומצא על ידי Modicon (כיום מותג של שניידר אלקטריק) בשנת 1979, והוא פרוטוקול האוטובוסים האמיתי הראשון בעולם לאתרי תעשייה.
רשת Modbus היא מערכת תקשורת תעשייתית, בקרים ותכנות למחשבים עם מסופים חכמים מחוברים באמצעות קווים ייעודיים נפוצים או מקומיים. מבנה המערכת כולל גם חומרה ותוכנה. זה יכול לשמש למגוון יישומי רכישת נתונים וניטור תהליכים.
תכונות Modbus:
משתמשים סטנדרטיים, פתוחים, יכולים להשתמש בפרוטוקול Modbus ללא עלות, סמוך ובטוח כי אין צורך לשלם דמי רישיון ולא יפגעו בזכויות קניין רוחני. נכון לעכשיו, ישנם יותר מ -400 יצרנים תומכי Modbus ולמעלה מ- 600 מוצרים תומכי Modbus.
Modbus יכול לתמוך במגוון ממשקים חשמליים, כגון Rs -232, Rs -485 וכו ', וניתן להעביר אותו גם על פני מגוון מדיה, כגון זוג מעוות, סיבים אופטיים ואלחוטי.
פורמט המסגרת של Modbus הוא פשוט, קומפקטי וקל להבנה. קל למשתמשים להשתמש בו ופשוטים ליצרנים לפתח.
שיטת העברת תקשורת Modbus:
העברת תקשורת מחולקת לכותרת מידע עצמאית ונתונים מקודדים שנשלחו. ההגדרות הבאות של שיטות העברת תקשורת תואמות גם את פרוטוקול התקשורת Modbusrtu:
מבנה ראשוני=גדול יותר או שווה ל -4 בתים של זמן
קוד כתובת=1 בתים
קוד פונקציה=1 בתים
אזור נתונים=n bytes
שגיאה בדוק=16- קוד CRC BIT
מבנה סיום=גדול יותר או שווה ל -4 בתים של זמן
קוד כתובת:קוד הכתובת הוא הבייט הראשון של העברת התקשורת. בייט זה מציין כי העבד עם קוד הכתובת שנקבע על ידי המשתמש יקבל את המידע שנשלח על ידי המאסטר. לכל עבד יש קוד כתובת ייחודי, והתגובה חזרה מתחילה בקוד הכתובת המתאים. קוד הכתובת שנשלח על ידי המאסטר מציין את כתובת העבד אליו תישלח ההודעה, וקוד הכתובת שנשלח על ידי העבד מציין את כתובת העבד אליו תוחזר ההודעה.
קוד פונקציה:הבייט השני של התקשורת מעביר פרוטוקול התקשורת של Modbus מגדיר מספרי פונקציות בין 1 ל 127 המכשיר משתמש רק בחלק מקודי הפונקציה הללו. קוד הפונקציה נשלח כבקשת מארח, אומר לעבד איזה פעולה לבצע. קוד הפונקציה שנשלח כתגובת עבדים, ששלח העבד זהה לזה שנשלח מהמארח ומציין כי העבד הגיב למארח לבצע פעולה. אם החלק הגבוה ביותר של קוד הפונקציה שנשלח על ידי העבד הוא 1 (למשל, קוד הפונקציה הוא 127 במקביל לקוד הפונקציה גדול), הוא מצביע על כך שהעבד לא הגיב לפעולה או שלח שגיאה.
אזור נתונים:אזור הנתונים שונה לפי קודי פונקציה שונים. אזור הנתונים יכול להיות ערך בפועל, נקודת מוגדרת, כתובת שנשלחה מהמארח לעבד או מהעבד למארח.
קוד CRC:קוד גילוי שגיאות של שני בתים.
שלישית, ההבדל בין RS485 למודבוס
RS485 הוא ממשק פיזי, במילים פשוטות, חומרה.
Modbus הוא פרוטוקול תקשורת סטנדרטי בינלאומי להחלפת נתונים בין יצרני ציוד שונים (בדרך כלל שימוש תעשייתי); הפרוטוקול שנקרא, שניתן להבין גם כאמור לעיל, מישהו אמר "שפה", פשוט במילים, תוכנה.
באופן כללי, שני מכשירים דרך פרוטוקול Modbus כדי להעביר נתונים:
המוקדם ביותר הוא להשתמש ב- RS232C כממשק חומרה, (כלומר יציאת התקשורת הסדרתית המחשב הרגילה (יציאה סדרתית)); גם RS422 שימושי, ישנם בדרך כלל RS485, מרחק העברת ממשק זה, באופן כללי, את השדה התעשייתי עם יותר.
פרוטוקול Modbus מחולק ל- Modbus RTU, Modbus ASCII והפיתוח המאוחר יותר של Modbus TCP שלושה מצבים: השניים הראשונים (Modbus RTU, Modbus ASCII) המשמשים בממשק החומרה הפיזי הם יציאת תקשורת סדרתית (סידורית) (RS232, RS422, RS4855).
Modbus TCP אמור לעמוד במגמה של ההתפתחות העולמית של ימינו, במה ניתן להשתמש ברשת Ethernet או באינטרנט כדי לחבר ולהעברת נתונים. אז ומצב Modbus TCP, מצב ממשק החומרה הוא יציאת Ethernet (Ethernet), כלומר המחשבים שלנו משמשים בדרך כלל ביציאת הרשת.