En el camp del control industrial, la comunicació d’energia elèctrica, el comptador intel·ligent, etc., la comunicació en sèrie s’utilitza normalment per a l’intercanvi de dades. El mètode inicial utilitzat és la interfície RS232, a causa de la complexitat del lloc industrial, una varietat d’equips elèctrics produiran més interferències electromagnètiques en l’entorn, cosa que pot provocar errors de transmissió del senyal.
El 1979, Schneider Electric va desenvolupar un protocol d'autobús per al protocol de camp industrial Modbus, que ara s'utilitza en ocasions de comunicació industrials RS485 que molts utilitzen el protocol Modbus, de manera que avui en dia arribem a comprendre el protocol de comunicació i comunicació de modbus RS485.
Primer, la introducció de RS485
En les ocasions de control industrial, el bus RS485 a causa de la seva interfície senzilla, la xarxa fàcil, la distància de transmissió i altres característiques s’utilitzen àmpliament.
RS485 i RS232 es basen en la mateixa interfície de comunicació en sèrie, el funcionament de l’enviament i la recepció de dades és el mateix, de manera que l’ús del mateix controlador subjacent. Però es troben en l’aplicació real del mode de comunicació té una gran diferència, la interfície RS485 per al mode de comunicació de dades mig duplex, mentre que la interfície RS232 per al mode de comunicació de dades de dúplex complet, les dades no es poden enviar i rebre al mateix temps, per assegurar-se que les dades enviades i rebudes sense conflictes, el maquinari es produeix a través de la direcció de commutació i, en conseqüència, també cal que el programari s’hagi d’enviar i rebre en el procés de separació estricta.
La interfície RS485 composta per la xarxa de mig duplex, generalment un sistema de dos fils (abans connexió de quatre fils, només pot adonar-se de la comunicació punt a punt, que ara rarament utilitzada), més transmissió de cables de parells retorçats. Aquest cablejat per a la topologia d'autobusos al mateix autobús es pot connectar a un màxim de 32 nodes. A la xarxa de comunicació RS485 s’utilitza generalment en el mode de comunicació Master-Slave, és a dir, un amfitrió amb més d’un esclau.
Característiques RS485:
RS485 Característiques elèctriques: lògica "0" a la diferència de tensió entre les dues línies per a + ({2-6) V va dir; Lògica "1" a la diferència de tensió entre les dues línies per - (2-6) V va dir. La lògica "1" està indicada per una diferència de tensió de -(2-6) v entre les dues línies. El nivell de senyal d’interfície és inferior a RS232, no és fàcil danyar el xip de circuit d’interfície i el nivell és compatible amb el nivell TTL, es pot connectar fàcilment amb el circuit TTL.
La taxa de transferència de dades màxima de RS485 és de 10Mbps.
La interfície RS485 és l’ús de la combinació del controlador i el receptor diferencial equilibrat, la capacitat d’interferència anti-common-mode per millorar, és a dir, una bona interferència anti-soroll.
La distància màxima de transmissió de la interfície RS485 està estandarditzada a 4.000 peus (uns 1219 metres) i, de fet, pot arribar a 3000 peus. A més, la interfície RS232 permet que només 1 transceptor es connecti al bus, és a dir, la capacitat de l'estació única. La interfície RS485 del bus es permet connectar fins a 128 transceptors. És a dir, amb capacitat de diverses estacions, de manera que els usuaris puguin utilitzar una única interfície RS485 per establir fàcilment una xarxa de dispositius.
En segon lloc, Modbus Introducció
Modbus va ser inventat per Modicon (ara una marca de Schneider Electric) el 1979, i és el primer protocol real de bus per a llocs industrials.
Modbus Network és un sistema de comunicació industrial, controladors programables i ordinadors amb terminals intel·ligents es connecten mitjançant línies dedicades comunes o localitzades. L’estructura del sistema inclou tant maquinari com programari. Es pot utilitzar per a diverses aplicacions d’adquisició de dades i control de processos.
Característiques de Modbus:
Els usuaris estàndard, oberts, poden utilitzar el protocol de Modbus gratuïtament, estigueu segurs que no cal pagar les taxes de llicència i que no infringiran els drets de propietat intel·lectual. Actualment, hi ha més de 400 fabricants de suport a Modbus i més de 600 productes de suport a Modbus.
Modbus pot suportar una varietat d’interfícies elèctriques, com Rs -232, Rs -485, etc., i també es poden transmetre en diversos suports, com ara parella retorçada, fibra òptica i sense fils.
El format de fotograma de Modbus és senzill, compacte i fàcil d’entendre. És fàcil que els usuaris puguin utilitzar i senzilles per als fabricants.
Mètode de transmissió de comunicació de modbus:
La transmissió de comunicació es divideix en capçalera d'informació independent i enviades les dades enviades. Les següents definicions dels mètodes de transmissió de comunicació també són compatibles amb el protocol de comunicació ModBUSRTU:
Estructura inicial=major o igual a 4 bytes de temps
Codi d'adreces=1 byte
Codi de funció=1 byte
Àrea de dades=n bytes
Error de comprovació=16- codi CRC
Estructura final=major o igual a 4 bytes de temps
Codi de l'adreça:El codi d’adreça és el primer byte de la transmissió de comunicació. Aquest byte indica que l'esclau amb el codi d'adreça establert per l'usuari rebrà la informació enviada pel mestre. Cada esclau té un codi d’adreça únic i la resposta es torna amb el codi d’adreça respectiu. El codi d’adreça enviat pel mestre indica l’adreça de l’esclau a la qual s’enviarà el missatge i el codi d’adreça enviat per l’esclau indica l’adreça de l’esclau a la qual es retornarà el missatge.
Codi de funció:El segon byte de la transferència de comunicació El protocol de comunicació Modbus defineix els números de funció de 1 a 127 L’instrument només utilitza alguns d’aquests codis de funció. Enviat com a sol·licitud d'amfitrió, el codi de funció indica a l'esclau quina acció ha de realitzar. Enviat com a resposta esclava, el codi de funció enviat per l'esclau és el mateix que el que s'envia de l'amfitrió i indica que l'esclau ha respost a l'amfitrió per realitzar una acció. Si el bit més alt del codi de funció enviat per l'esclau és 1 (per exemple, el codi de funció és 127 al mateix temps que el codi de funció és gran), indica que l'esclau no ha respost a l'operació o ha enviat un error.
Àrea de dades:L’àrea de dades és diferent segons diferents codis de funcions. L’àrea de dades pot ser un valor real, un punt establert, una adreça enviada des de l’amfitrió fins a l’esclau o des de l’esclau fins a l’amfitrió.
Codi CRC:Codi de detecció d’errors de dos bytes.
En tercer lloc, la diferència entre Rs485 i Modbus
RS485 és una interfície física, simplement posada, maquinari.
Modbus és un protocol de comunicació estàndard internacional per a l’intercanvi de dades entre diferents fabricants d’equips (generalment ús industrial); L'anomenat protocol, que també es pot entendre com l'anterior, algú va dir "llenguatge", simplement, programari.
En general, dos dispositius mitjançant el protocol Modbus per transmetre dades:
El més aviat és utilitzar RS232C com a interfície de maquinari (és a dir, el port de comunicacions en sèrie ordinari (port sèrie)); També útil RS422, també s’utilitza habitualment RS485, aquesta distància de transmissió d’interfície, en general, el camp industrial amb més.
El protocol Modbus es divideix en Modbus RTU, Modbus ascii i el posterior desenvolupament de Modbus TCP tres modes: els dos primers (Modbus RTU, Modbus ascii) utilitzats en la interfície de maquinari físic són el port de comunicació en sèrie (serial) (RS232, RS422, RS485).
Modbus TCP compleix la tendència del desenvolupament mundial actual, què es pot utilitzar la xarxa Ethernet o Internet per connectar i transmetre dades. Així, i el mode Modbus TCP, el mode de la interfície de maquinari és el port Ethernet (Ethernet), és a dir, els nostres ordinadors s’utilitzen generalment al port de xarxa.