ในด้านการควบคุมอุตสาหกรรมการสื่อสารพลังงานไฟฟ้ามิเตอร์อัจฉริยะ ฯลฯ การสื่อสารแบบอนุกรมมักใช้สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล วิธีการเริ่มต้นที่ใช้คืออินเทอร์เฟซ RS232 เนื่องจากความซับซ้อนของพื้นที่อุตสาหกรรมอุปกรณ์ไฟฟ้าที่หลากหลายจะสร้างสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้ามากขึ้นในสภาพแวดล้อมซึ่งสามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการส่งสัญญาณ
ในปี 1979 Schneider Electric ได้พัฒนาโปรโตคอลบัสสำหรับโปรโตคอล Modbus ภาคสนามอุตสาหกรรมซึ่งปัจจุบันใช้ในโอกาสการสื่อสาร RS485 อุตสาหกรรมหลายแห่งใช้โปรโตคอล MODBUS ดังนั้นวันนี้เรามาทำความเข้าใจกับการสื่อสาร RS485 และโปรโตคอลการสื่อสาร MODBUS
ครั้งแรกการแนะนำของ Rs485
ในโอกาสในการควบคุมอุตสาหกรรมบัส RS485 เนื่องจากอินเทอร์เฟซที่เรียบง่ายระบบเครือข่ายที่ง่ายระยะการส่งและลักษณะอื่น ๆ จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย
RS485 และ RS232 ขึ้นอยู่กับอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรมเดียวกันการดำเนินการของการส่งและรับข้อมูลนั้นเหมือนกันดังนั้นการใช้ไดรเวอร์พื้นฐานเดียวกัน แต่พวกเขาอยู่ในแอพพลิเคชั่นจริงของโหมดการสื่อสารมีความแตกต่างอย่างมากอินเตอร์เฟส RS485 สำหรับโหมดการสื่อสารข้อมูลแบบครึ่งดูเพล็กซ์ในขณะที่อินเทอร์เฟซ RS232 สำหรับโหมดการสื่อสารข้อมูลแบบฟูลดูเพล็กซ์ข้อมูลไม่สามารถส่งและรับได้ในเวลาเดียวกัน
อินเทอร์เฟซ RS485 ประกอบด้วยเครือข่าย Half-Duplex โดยทั่วไประบบสองสาย (เดิมคือการเชื่อมต่อแบบสี่สายสามารถตระหนักได้ว่าการสื่อสารแบบจุดต่อจุดเท่านั้นตอนนี้ไม่ค่อยได้ใช้) การเดินสายนี้สำหรับโทโพโลยีบัสในบัสเดียวกันสามารถเชื่อมต่อกับสูงสุด 32 โหนด ในเครือข่ายการสื่อสาร RS485 โดยทั่วไปจะใช้ในโหมดการสื่อสารหลัก-ทาสนั่นคือโฮสต์ที่มีมากกว่าหนึ่งทาส
ลักษณะ RS485:
RS485 ลักษณะทางไฟฟ้า: ลอจิก "0" กับความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองบรรทัดสำหรับ + (2-6) V กล่าว; ตรรกะ "1" กับความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองบรรทัดสำหรับ - ({2-6) v กล่าว ตรรกะ "1" ถูกระบุโดยความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าของ -({2-6) v ระหว่างสองบรรทัด ระดับสัญญาณอินเตอร์เฟสต่ำกว่า RS232 มันไม่ง่ายที่จะทำลายชิปวงจรอินเตอร์เฟสและระดับเข้ากันได้กับระดับ TTL สามารถเชื่อมต่อกับวงจร TTL ได้อย่างง่ายดาย
อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดของ RS485 คือ 10Mbps
อินเตอร์เฟส RS485 คือการใช้ไดรเวอร์ที่สมดุลและการรวมตัวรับสัญญาณที่แตกต่างความสามารถในการรบกวนแบบต่อต้านการรวมโมดูลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพนั่นคือการรบกวนต่อต้านรอยย่นที่ดี
ระยะการส่งสัญญาณสูงสุดของอินเทอร์เฟซ RS485 ได้มาตรฐานถึง 4,000 ฟุต (ประมาณ 1219 เมตร) และในความเป็นจริงมันสามารถเข้าถึง 3,000 ฟุต นอกจากนี้อินเทอร์เฟซ RS232 ช่วยให้ผู้รับส่งสัญญาณเพียง 1 ตัวเชื่อมต่อกับบัสเช่นความสามารถของสถานีเดียว อินเทอร์เฟซ RS485 บนบัสได้รับอนุญาตให้เชื่อมต่อตัวรับส่งสัญญาณสูงสุด 128 คน นั่นคือด้วยความสามารถในการหลายสถานีเพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้อินเทอร์เฟซ RS485 เดียวเพื่อสร้างเครือข่ายอุปกรณ์ได้อย่างง่ายดาย
ประการที่สองการแนะนำ Modbus
Modbus ถูกคิดค้นโดย Modicon (ปัจจุบันเป็นแบรนด์ของ Schneider Electric) ในปี 1979 และเป็นโปรโตคอลรถบัสจริงแห่งแรกของโลกสำหรับเว็บไซต์อุตสาหกรรม
Modbus Network เป็นระบบการสื่อสารอุตสาหกรรมตัวควบคุมที่ตั้งโปรแกรมได้และคอมพิวเตอร์ที่มีเทอร์มินัลอัจฉริยะเชื่อมต่อผ่านสายทั่วไปหรือสายการใช้งานทั่วไป โครงสร้างระบบประกอบด้วยทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ สามารถใช้สำหรับการเก็บข้อมูลที่หลากหลายและแอปพลิเคชันการตรวจสอบกระบวนการ
คุณสมบัติ Modbus:
มาตรฐาน, เปิด, ผู้ใช้สามารถใช้โปรโตคอล Modbus ได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายมั่นใจได้ว่าไม่จำเป็นต้องจ่ายค่าธรรมเนียมใบอนุญาตและจะไม่ละเมิดสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญา ปัจจุบันมีผู้ผลิตที่รองรับ Modbus มากกว่า 400 รายและผลิตภัณฑ์สนับสนุน Modbus มากกว่า 600 รายการ
Modbus สามารถรองรับอินเทอร์เฟซไฟฟ้าที่หลากหลายเช่น Rs -232, Rs -485 ฯลฯ และยังสามารถส่งผ่านสื่อที่หลากหลายเช่นคู่บิดไฟเบอร์ออปติกและไร้สาย
รูปแบบเฟรมของ Modbus นั้นง่ายกะทัดรัดและเข้าใจง่าย เป็นเรื่องง่ายสำหรับผู้ใช้ที่จะใช้และง่ายสำหรับผู้ผลิตในการพัฒนา
วิธีการส่งการสื่อสาร Modbus:
การส่งการสื่อสารแบ่งออกเป็นส่วนหัวข้อมูลอิสระและส่งข้อมูลที่เข้ารหัส คำจำกัดความของวิธีการส่งสัญญาณการสื่อสารต่อไปนี้ยังเข้ากันได้กับโปรโตคอลการสื่อสาร Modbusrtu:
โครงสร้างเริ่มต้น=มากกว่าหรือเท่ากับ 4 ไบต์ของเวลา
รหัสที่อยู่=1 ไบต์
รหัสฟังก์ชั่น=1 ไบต์
พื้นที่ข้อมูล=n ไบต์
ตรวจสอบข้อผิดพลาด=16- บิตรหัส CRC
โครงสร้างสิ้นสุด=มากกว่าหรือเท่ากับ 4 ไบต์ของเวลา
รหัสที่อยู่:รหัสที่อยู่เป็นไบต์แรกของการส่งการสื่อสาร ไบต์นี้บ่งชี้ว่าทาสที่มีรหัสที่อยู่ที่กำหนดโดยผู้ใช้จะได้รับข้อมูลที่ส่งโดยมาสเตอร์ ทาสแต่ละคนมีรหัสที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกันและการตอบกลับกลับเริ่มต้นด้วยรหัสที่อยู่ที่เกี่ยวข้อง รหัสที่อยู่ที่ส่งโดยต้นแบบระบุที่อยู่ของทาสที่จะส่งข้อความและรหัสที่อยู่ที่ส่งโดยทาสระบุที่อยู่ของทาสที่ข้อความจะถูกส่งคืน
รหัสฟังก์ชัน:ไบต์ที่สองของการสื่อสารการถ่ายโอนโปรโตคอลการสื่อสาร Modbus กำหนดหมายเลขฟังก์ชั่นจาก 1 ถึง 127 เครื่องมือใช้รหัสฟังก์ชันเหล่านี้เท่านั้น ส่งเป็นคำขอโฮสต์รหัสฟังก์ชั่นจะบอกทาสว่าจะดำเนินการอย่างไร ส่งเป็นการตอบกลับทาสรหัสฟังก์ชั่นที่ส่งโดยทาสนั้นเหมือนกับที่ส่งจากโฮสต์และระบุว่าทาสได้ตอบสนองต่อโฮสต์เพื่อดำเนินการ หากบิตสูงสุดของรหัสฟังก์ชั่นที่ส่งโดยทาสคือ 1 (เช่นรหัสฟังก์ชันคือ 127 ในเวลาเดียวกันกับที่รหัสฟังก์ชันมีขนาดใหญ่) แสดงว่าทาสไม่ได้ตอบสนองต่อการดำเนินการหรือส่งข้อผิดพลาด
พื้นที่ข้อมูล:พื้นที่ข้อมูลแตกต่างกันไปตามรหัสฟังก์ชันที่แตกต่างกัน พื้นที่ข้อมูลอาจเป็นค่าจริงจุดที่กำหนดที่อยู่ที่ส่งจากโฮสต์ไปยังทาสหรือจากทาสไปยังโฮสต์
รหัส CRC:รหัสตรวจจับข้อผิดพลาดสองไบต์
ประการที่สามความแตกต่างระหว่าง rs485 และ modbus
RS485 เป็นอินเทอร์เฟซทางกายภาพเพียงแค่ใส่ฮาร์ดแวร์
Modbus เป็นโปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐานสากลสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างผู้ผลิตอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน (โดยทั่วไปการใช้งานอุตสาหกรรม); โปรโตคอลที่เรียกว่าซึ่งสามารถเข้าใจได้ว่าข้างต้นมีคนพูดว่า "ภาษา" เพียงแค่ใส่ซอฟต์แวร์
โดยทั่วไปอุปกรณ์สองตัวผ่านโปรโตคอล Modbus เพื่อส่งข้อมูล:
ที่เร็วที่สุดคือการใช้ RS232C เป็นอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์ (นั่นคือพอร์ตการสื่อสารอนุกรมคอมพิวเตอร์ทั่วไป (พอร์ตอนุกรม)); ยังมีประโยชน์ RS422 นอกจากนี้ยังมี RS485 ที่ใช้กันทั่วไประยะการส่งสัญญาณอินเทอร์เฟซนี้โดยทั่วไปสนามอุตสาหกรรมที่มีมากขึ้น
โปรโตคอล Modbus ถูกแบ่งออกเป็น Modbus RTU, Modbus ASCII และการพัฒนาในภายหลังของ Modbus TCP สามโหมด: สอง (Modbus RTU, Modbus ASCII) ที่ใช้ในอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์ทางกายภาพเป็นพอร์ตการสื่อสารแบบอนุกรม (อนุกรม) (RS232, RS422, RS485)
Modbus TCP คือการปฏิบัติตามแนวโน้มของการพัฒนาโลกในปัจจุบันสิ่งที่สามารถใช้ Ethernet Network หรืออินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมต่อและส่งข้อมูล ดังนั้นโหมด Modbus TCP โหมดของอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์คือพอร์ต Ethernet (Ethernet) นั่นคือคอมพิวเตอร์ของเรามักใช้ในพอร์ตเครือข่าย