RS485 ve modbus aptalca belirsizdir, hadi bugün onu popüler hale getirelim!
Endüstriyel kontrol, güç iletişimi, akıllı sayaçlar vb. Alanlarda genellikle veri alışverişi için seri iletişim kullanılır. Benimsenen ilk yöntem RS232 arabirimidir.Sanayi sahasının karmaşıklığından dolayı, çeşitli elektrikli ekipman çevrede sinyal iletim hatalarına neden olacak daha fazla elektromanyetik girişim oluşturacaktır.
1979'da Schneider Electric, endüstriyel alan için bir veri yolu protokolü Modbus protokolü formüle etti.Günümüzde, endüstrideki birçok RS485 iletişim uygulaması Modbus protokolünü kullanıyor, bu nedenle bugün RS485 iletişimini ve Modbus iletişim protokolünü anlayacağız.
RS485 iletişimi
Aslında, RS232, RS485'ten önce doğmuştur, ancak RS232'nin de eksiklikleri vardır:
1. Arayüzün sinyal seviyesi nispeten yüksektir, on V'den daha fazlasına ulaşır, bu arayüz devresinin çipine zarar vermesi kolaydır ve TTL seviyesi ile uyumsuzdur Bu nedenle, mikro denetleyici devresine bağlanırsa bir dönüşüm devresi eklenmelidir.
2. Arayüz tarafından kullanılan sinyal hattı, diğer cihazlarla ortak bir yer modu iletişimi oluşturur Bu ortak yer modu iletimi girişime eğilimlidir ve parazit önleme performansı nispeten zayıftır.
3. İletim mesafesi ve hızı sınırlıdır ve en fazla onlarca metre iletişim kurabilir, yalnızca iki nokta arasında iletişim kurabilir ve çok makineli ağ iletişimini gerçekleştiremez.
RS232 arayüzünün yukarıdaki eksiklikleri ışığında, RS485 gibi yeni arayüz standartları ortaya çıkmıştır.RS485 aşağıdaki özelliklere sahiptir:
1. Mantık "1", iki hat arasındaki gerilim farkı ile + (2-6) V olarak temsil edilir; "0" mantığı, iki hat arasındaki gerilim farkı ile - (2-6) V olarak temsil edilir. Arayüz sinyal seviyesi RS232'den düşüktür, devre çipine zarar vermek kolay değildir ve seviye TTL devresi ile kolayca bağlanabilen TTL seviyesi ile uyumludur.
2. RS485 iletişim hızı hızlıdır ve en yüksek veri aktarım hızı 10Mbps'den fazladır; dahili fiziksel yapısı, dengeli bir sürücü ve bir arama alıcısının bir kombinasyonunu kullanır, bu da anti-parazit yeteneğini büyük ölçüde artırır.
3. En uzak iletim mesafesi yaklaşık 1200 metreye ulaşabilir, ancak iletim hızı ve iletim mesafesi ters orantılıdır.Sadece 100KB / s'nin altındaki iletim hızı maksimum iletişim mesafesine ulaşabilir. Daha uzun mesafeler iletmeniz gerekiyorsa, röle kullanabilirsiniz .
4. Çok makineli iletişimi gerçekleştirmek için veri yoluna bağlanabilir.Yolda birden fazla alıcı vericiye izin verilir.Mevcut RS485 yongasından 32, 64, 128, 256 ve diğer farklı cihazları bağlayabilen sürücüler vardır.
RS485, iki telli sistem ve dört telli sisteme sahiptir Dört telli sistem yalnızca şu anda nadiren kullanılan noktadan noktaya iletişimi gerçekleştirebilir. İki kablolu bağlantı yöntemi bir veri yolu topolojisidir ve aynı veri yoluna 32 adede kadar düğüm bağlanabilir. RS485 iletişim ağında, genel olarak ana-bağımlı iletişim yöntemi, yani birden fazla bağımlı birim içeren bir ana birim benimsenir.
Çoğu durumda, bir RS-485 iletişim bağlantısını bağlarken, her arayüzün "A" ve "B" uçlarını bağlamak için bir çift bükümlü çift kullanın. Sinyal toprak bağlantısı göz ardı edilir. Bu bağlantı yöntemi birçok durumda normal şekilde çalışabilir, ancak birçok gizli tehlikeyi ortadan kaldırmıştır. Bunun iki nedeni vardır:
Ortak mod parazit sorunu : RS-485 arabirimi diferansiyel sinyal iletim yöntemini kullanır ve sinyali belirli bir referans noktasına göre algılaması gerekmez.Sistemin yalnızca iki kablo arasındaki potansiyel farkı algılaması gerekir. Ancak insanlar genellikle alıcı vericinin belirli bir ortak mod voltaj aralığına sahip olduğunu göz ardı eder. RS-485 alıcı vericinin ortak mod voltaj aralığı -7 + 12V'dir. Yalnızca yukarıdaki koşullar karşılandığında tüm ağ normal şekilde çalışabilir. Ağ hattındaki ortak mod voltajı bu aralığı aştığında, iletişimin kararlılığını ve güvenilirliğini etkileyecek ve hatta arayüze zarar verecektir.
EMI sorunu : Verici sürücüsünün çıkış sinyalinin ortak mod kısmı bir dönüş yoluna ihtiyaç duyar.Düşük dirençli bir dönüş kanalı (sinyal zemini) yoksa radyasyon şeklinde kaynağa dönecek ve tüm veri yolu büyük bir anten gibi dışa doğru yayılacaktır. Elektromanyetik dalgalar.
PC varsayılan olarak sadece RS232 arayüzüne sahip olduğundan, aşağıdaki yöntemler PC üst bilgisayarının RS485 devresini alabilir:
1. PC seri portu RS232 sinyalini RS232 / RS485 dönüştürme devresi aracılığıyla RS485 sinyaline dönüştürün Daha karmaşık endüstriyel ortam için, dalgalanma önleyici ve izolasyonlu ürünü seçmek en iyisidir.
2. PCI çoklu seri port kartı aracılığıyla, çıkış sinyali RS485 tipi olan genişletme kartını doğrudan seçebilirsiniz.
Modbus iletişim protokolü
Modbus protokolü, elektronik kontrolörlere uygulanan evrensel bir dildir. Bu protokol aracılığıyla, denetleyiciler birbirleriyle, denetleyicilerle bir ağ (Ethernet gibi) ve cihazlar aracılığıyla iletişim kurabilir. Genel bir endüstri standardı haline geldi. Bununla, farklı üreticiler tarafından üretilen kontrol ekipmanı, merkezi izleme için endüstriyel bir ağa bağlanabilir.
Bu protokol, bir denetleyicinin tanıyabileceği ve kullanabileceği mesaj yapısını tanımlar, bir denetleyicinin diğer cihazlara erişim talep etme sürecini, diğer cihazlardan gelen isteklere nasıl yanıt verileceğini ve hataların nasıl tespit edilip kaydedileceğini açıklar. Mesaj alanının yapısı ve içeriği için ortak bir format geliştirmiştir.
Modbus aşağıdaki özelliklere sahiptir:
1. Standart ve açık kullanıcılar, Modbus protokolünü lisans ücreti ödemeden ücretsiz ve kolaylıkla kullanabilir ve fikri mülkiyet haklarını ihlal etmez. Şu anda Modbus'ı destekleyen 400'den fazla üretici ve Modbus'ı destekleyen 600'den fazla ürün bulunmaktadır.
2. Modbus, RS-232, RS-485 vb. Gibi çeşitli elektrik arabirimlerini destekleyebilir ve ayrıca bükülü çift, optik fiber, kablosuz vb. Gibi çeşitli ortamlarda da iletilebilir.
3. Modbus çerçeve formatı basit, kompakt ve anlaşılması kolaydır. Kullanıcılar için kullanımı ve üreticilerin geliştirmesi kolaydır.
1. Modbus kayıt türlerinin açıklaması
1 Bobin durumu: çıkış portu, portun çıkış durumu ayarlanabilir ve bu bitin çıkış durumu da okunabilir
2 Ayrık giriş durumu: giriş bağlantı noktası, giriş durumunu harici ayarlarla değiştirin, okunabilir ancak yazılamaz
3 Tutma kaydı: kontrolör çalışırken, okunabilir ve yazılabilirken belirli parametreler ayarlanır
4 Giriş kaydı: kontrolör çalışırken harici ekipmandan elde edilen bazı parametreler, okunabilir ancak yazılamaz
2. Modbus iletişim veri formatı
Tek yazma:
Birden çok yazma:
Oku:
3. Modbus fonksiyon kodunun kısa açıklaması
Fonksiyon kodları bit işlemine ve bayt işlemine bölünebilir En küçük bit işlemi birimi Bit ve en küçük bayt işlemi birimi 2 bayttır (Bayt).
1-bit çalışma talimatları: bobin durumunu 01H oku, ayrık giriş durumunu 02H oku, tek bobin 05H yaz, birden çok bobini 0FH yaz.
2 Bayt çalıştırma talimatları: 03H kaydetme kaydını oku, giriş yazmacı 04H'yi oku, tek kaydetme kaydı 06H'yi yaz, çoklu kaydetme kaydını 10H yaz.
Dört, Modbus fonksiyon kodu
