Modbus-splittere findes i tre former, hver designet til at imødekomme forskellige anvendelsestilfælde. Vi gennemgår alle tre muligheder for at hjælpe dig med at vælge den rigtige. I nogle tilfælde er en fysisk Modbus RS485-splitter alt, du har brug for, mens en softwareløsning i andre scenarier giver mere mening.
Følgende tre typer Modbus-datasplittere er almindeligt tilgængelige.
• En passiv splitter er en fysisk enhed, der forgrener et RS485-kabel, så flere enheder kan bruge signalet i nærheden.
• En aktiv splitter er en strømforsynet enhed, der isolerer og regenererer Modbus-signalet til brug for at minimere elektrisk støj i større netværk.
• En software-splitter gør det muligt for flere applikationer at dele en Modbus-port samtidigt. Den understøtter ikke, at to fysiske Modbus-mastere deler den samme RS485-bus.
Fysiske Modbus-splittere
Fysiske Modbus-splittere kan enten være passive eller aktive. Hver type tjener et forskelligt formål.
Passive splittere såsom hubs eller Y-adaptere
En passiv splitter er en enhed uden strømforsyning, der splitter en enkelt RS485-forbindelse ud i flere linjer og bruges typisk i små installationer, hvor målenhederne er placeret tæt på hinanden. Den tilføjer ingen aktive komponenter og udvider ikke det effektive kabelbudget. Det samlede netværk er stadig underlagt RS485-standardens begrænsninger på ca. 1200 m og 32 enheder. Disse egenskaber gør en passiv splitter til et godt valg til kompakte installationer såsom harddiskkabinetter. Den er ikke egnet til lange afgreninger (stubs) eller når man blander enheder fra flere producenter med forskellige termineringsfaktorer.
En passiv splitter virker ikke, hvis du har behov for strømindsprøjtning. De fordeler kun signalet, de forstærker det ikke. Enkle RJ45-baserede passive hubs kan fås for omkring $50. En mere avanceret passiv Modbus-splitter, såsom Schneider Electric LU9GC3 splitterblok, koster omkring $400 og kan forbinde op til 8 enheder til en enkelt PLC.
Når du køber en passiv splitter, bør du verificere flere faktorer.
• Antallet af porte/afgreninger, du har brug for, da de typisk understøtter fra 3 til 10.
• Den anvendte stiktype, som kan være en skrueterminal, RJ45 eller en DIN-skinne-terminalblok til integration med din eksisterende kabling.
• Om du skal tilføje termineringsmodstande i enden af hver afgrening, eller om de er indbygget i enheden.
Aktive splittere såsom RS485-repeatere eller isolatorer
En aktiv splitter er en forsynet enhed, der regenererer signalet og tilføjer isolation. De bruges typisk ved lange kabeltræk og i store, støjende netværk. Aktive splittere fordeler ikke blot Modbus-signalet. De regenererer signalet, så hver gren bliver et separat RD485-segment med terminering og begrænsninger for antal enheder. Disse funktioner understøtter længere kabler til flere enheder end en passiv splitter.
Den signalisolation, der findes i aktive Modbus-splittere, hjælper med at beskytte en master-enhed mod skader fra jordsløjfer som følge af en elektrisk jordfejl på en slave-enhed. En aktiv splitter bruger sin egen strømforsyning og implementeres normalt, når en passiv splitter ikke kan håndtere antallet af enheder eller den krævede afstand. En typisk repeater/konverter med isolation, såsom RPT-485_422-4, forlænger bussen med op til 1,2 km med 2,5kV isolation og ligger omkring $120. Prisen stiger, hvis du har brug for yderligere protokolkonvertering eller højere isolationsspænding.
Kontrollér følgende faktorer, når du køber en aktiv Modbus RS485-splitter.
• De fleste aktive splittere kræver en ekstern 9–30VDC-strømforsyning.
• Almindelig isolationsspænding er 2,5kV, men du kan vælge 3–4,5kV til hårdere elektriske miljøer.
• Om enheden automatisk registrerer dataformat og baudrate, eller om den skal konfigureres for at integrere med dine andre enheder.
Software Modbus-splitter
Windows begrænser adgangen til serielle porte til én applikation ad gangen. En software-splitter overvinder denne begrænsning og gør det muligt for flere programmer at læse Modbus-data fra den samme port samtidig. Dernæst ser vi nærmere på Virtual Serial Port Driver PRO, en funktionsrig software Modbus-splitter.
Virtuel COM-portopdeling
Den dedikerede løsning – RS485 Splitter – giver dig mulighed for at oprette virtuelle RS485-porte og opdele Modbus-data på en sådan måde, at alle porte modtager de samme data samtidig. Det betyder, at du kan duplikere data, der kommer ind på COM1, til f.eks. virtuelle COM2, COM3, COM4 osv. Forbundet til virtuelle kopier af COM1 vil flere apps faktisk få delt adgang til den rigtige serielle port.
Virtual Serial Port Driver PRO lader dig opdele og sammenkoble serielle porte, der bruges af RS485-, RS232- og RS422-enheder, omdirigere data fra én port til en anden og oprette komplekse portbundter.
Med denne Modbus-datasplittersoftware kan du have lige så mange virtuelle COM-grænseflader, som du har brug for. Det, der er særligt vigtigt, er, at de alle fuldstændigt vil emulere parametrene og konfigurationen af de oprindelige hardwareporte.
Trin-for-trin-guide
For at opdele én fysisk RS485-port i flere virtuelle porte skal du følge disse enkle trin:
1. Download Virtual Serial Port Driver PRO, og installer det på din computer.
2. Start appen. Åbn fanen “Split”, og vælg “Split real port”.
3. Vælg den rigtige port, der skal duplikeres, og tilføj virtuelle porte (som vil kommunikere med den opdelte rigtige port) ved at klikke på knappen “Plus”. Du kan oprette og tilføje så mange virtuelle porte, som du har brug for.
4. Vælg en virtuel port, der skal indstilles som hovedport i bundtet, og klik på “Angiv som hovedport”.
5. Til sidst skal du klikke på knappen “Opret”, og din COM-portpakke vises automatisk i bundttræet.
Det var det! Nu vil Modbus-data, der kommer ind via den rigtige serielle port, blive sendt til alle virtuelle porte og de applikationer, der er forbundet til dem.
Som et alternativ til at opdele serielle data kan løsningen også hjælpe dig med at dele én rigtig port mellem flere applikationer og angive adgangsrettighederne (“Læse”, “Skrive” og “Kontrol”) for hver af dem.
Sådan vælger du den rette Modbus-splitter til dit anvendelsestilfælde
Brug denne enkle guide til at afgøre, hvilken type Modbus-splitter du har brug for.
• Vælg en software-splitter, hvis du har flere applikationer på én pc, der kræver adgang til den samme Modbus-port.
• Vælg en passiv splitter, når du ønsker, at Modbus-signalet skal nå nærliggende enheder via korte afgreninger.
• Brug en aktiv splitter til at understøtte flere enheder, lange kabelføringer og til at give elektrisk isolation for at reducere støj.
Almindelige Modbus Splitter-anvendelsestilfælde
Vi matcher følgende almindelige anvendelsesscenarier med den rette type Modbus-splitter.
• To SCADA-systemer, der overvåger en enkelt PLC, kræver en software-splitter.
• En PLC, SCADA og historian, der har brug for adgang til den samme port, kræver en software-splitter.
• For at dele Modbus-signalet med flere enheder i det samme kabinet, skal du bruge en passiv splitter.
• Understøttelse af omfattende produktionslinjer med enheder spredt over et stort område kræver en aktiv Modbus-splitter.
Software vs. Hardware
Denne tabel opsummerer forskellene mellem de tre typer Modbus-splittere.
| Passiv splitter | Aktiv (RS485) splitter | Software-splitter (VSPD) | |
| Anvendelsestilfælde | Forgrening af ét enkelt kabel til flere enheder | Forlængelse eller isolering af et signal på tværs af en stor bus og flere enheder | Muliggør, at flere apps, der kører på én pc, kan læse den samme COM-port |
| Strømforsynet | Nej | Ja | Ikke relevant (software) |
| Typiske omkostninger | ~$20–$100 | ~$100–$400+ | Licensbaseret, fra $199,95 |
| Hvor splitteren befinder sig | På RS485-ledningsføringen | På RS485-ledningsføringen | På Windows-maskinen |
| Begrænsninger | Løser ikke softwaremæssig portkonflikt | Løser ikke softwaremæssig portkonflikt | Kan ikke løse fysiske bus-/masterkonflikter |
Konklusion
De tre typer Modbus-splittere er designet til at imødekomme tre forskellige anvendelsestilfælde. Brug af den forkerte type splitter vil ikke give acceptable resultater. Når du har brug for at nå enheder i nærheden over en kort afgrening, er en passiv splitter det rigtige valg. Hvis du har brug for isolation eller understøtter en lang, støjfyldt bus, skal du vælge en aktiv fysisk splitter.
Når kabelføringen ikke er problemet, men du har brug for, at flere Windows-applikationer kan åbne den samme COM-port på samme tid, har du brug for en software-splitter. Virtual Serial Port Driver PRO er en enkel løsning, der løser problemet med få klik. Den lader dig nøjagtigt replikere data fra en fysisk port til så mange virtuelle porte, som dine applikationer har brug for.
FAQ
Ja, hvis du vil opdele dataene for at understøtte flere applikationer på den samme computer, som skal have adgang til maskinens COM-port. En virtuel portdriver, såsom VSPD PRO, påvirker ikke den fysiske kabling; den duplikerer blot de indkommende data på tværs af flere virtuelle porte.
Nej, de er i bund og grund det samme, da Modbus RTU er protokollen, der kører over et RS485-fysisk lag. Begreberne “Modbus RTU-splitter” og “Modbus RS485-splitter” bruges ofte i flæng, da begge splitter en RS485-seriel linje.
Det kan de, men kræver dedikeret hardware designet til multi-master-arbitrering. Du kan stadig opleve timeouts med denne type opsætning. En passiv splitter er ikke tilstrækkelig til at håndtere buskontention mellem to masters.