Di quale tipo di splitter Modbus hai bisogno?

Modbus splitter sono disponibili in tre forme, ciascuna progettata per rispondere a casi d’uso diversi. Esamineremo tutte e tre le opzioni per aiutarti a scegliere quella giusta. In alcuni casi, tutto ciò di cui hai bisogno è uno splitter Modbus RS485 fisico, mentre in altri scenari ha più senso una soluzione software.

I seguenti tre tipi di splitter dati Modbus sono comunemente disponibili.

• Uno splitter passivo è un dispositivo fisico che dirama un cavo RS485 in modo che più dispositivi possano utilizzare il segnale in prossimità.
• Uno splitter attivo è un dispositivo alimentato che isola e rigenera il segnale Modbus per ridurre al minimo il rumore elettrico nelle reti più grandi.
• Uno splitter software consente a più applicazioni di condividere contemporaneamente una porta Modbus. Non supporta due master Modbus fisici che condividono lo stesso bus RS485.

Splitter Modbus fisici

Gli splitter fisici Modbus possono essere passivi o attivi. Ogni tipo serve a uno scopo diverso.

Splitter passivi come hub o adattatori a Y

Uno splitter passivo è un dispositivo non alimentato che suddivide un singolo collegamento RS485 in più linee ed è tipicamente utilizzato in piccole implementazioni in cui i dispositivi di destinazione sono vicini tra loro. Non aggiunge componenti attivi e non estende la lunghezza massima effettiva del cavo. La rete combinata rimane comunque soggetta ai limiti dello standard RS485 di ~1200 m e 32 dispositivi. Queste caratteristiche rendono uno splitter passivo una buona scelta per installazioni compatte come gli armadi per dischi rigidi. Non è appropriato per lunghe diramazioni (stub) o quando si mescolano dispositivi di più produttori con fattori di terminazione differenti.

Uno splitter passivo non funzionerà se è necessaria l’iniezione di alimentazione. Distribuiscono solo il segnale, non lo amplificano. Semplici hub passivi basati su RJ45 si possono ottenere per circa $50. Uno splitter Modbus passivo più elaborato, come il blocco splitter Schneider Electric LU9GC3, costa circa $400 e può collegare fino a 8 dispositivi a un singolo PLC.

Quando si acquista uno splitter passivo, è opportuno verificare diversi fattori.

• Il numero di porte/diramazioni di cui hai bisogno, poiché in genere supportano da 3 a 10.
• Il tipo di connettore utilizzato, che può essere un morsetto a vite, RJ45 o un blocco morsetti su guida DIN per integrarsi con il cablaggio esistente.
• Se è necessario aggiungere resistori di terminazione alla fine di ciascuna diramazione oppure se sono integrati nel dispositivo.

Splitter attivi come ripetitori RS485 o isolatori

Uno splitter attivo è un dispositivo alimentato che rigenera il segnale e aggiunge isolamento. Viene tipicamente utilizzato per tratte di cavo lunghe e in reti grandi e rumorose. Gli splitter attivi non si limitano a distribuire il segnale Modbus. Rigenerano il segnale in modo che ciascuna diramazione diventi un segmento RD485 separato con terminazione e limiti sul numero di dispositivi. Queste caratteristiche supportano l’uso di cavi più lunghi verso più dispositivi rispetto a uno splitter passivo. 

L’isolamento del segnale disponibile negli splitter Modbus attivi aiuta a proteggere un dispositivo master dai danni da loop di massa dovuti a un guasto di messa a terra elettrica su un dispositivo slave. Uno splitter attivo utilizza il proprio alimentatore ed è di solito impiegato quando uno splitter passivo non è in grado di gestire il numero di dispositivi o la distanza richiesta. Un ripetitore/convertitore tipico in grado di fornire isolamento, come il RPT-485_422-4, estende il bus fino a 1,2 km con isolamento da 2,5kV e costa circa 120 $. Il costo aumenta se sono necessarie conversioni di protocollo aggiuntive o una tensione di isolamento maggiore. 

Verifica i seguenti fattori quando acquisti uno splitter Modbus RS485 attivo.

• La maggior parte degli splitter attivi richiede un alimentatore esterno da 9–30VDC.
• La tensione di isolamento comune è 2,5kV, ma puoi optare per 3–4,5kV per ambienti elettrici più gravosi.
• Se il dispositivo rileva automaticamente il formato dati e il baud rate oppure necessita di essere configurato per integrarsi con gli altri dispositivi.

Software Modbus Splitter

Windows limita l’accesso alle porte seriali a una sola applicazione alla volta. Un software splitter supera questa limitazione, consentendo a più programmi di leggere contemporaneamente i dati Modbus dalla stessa porta. Successivamente, analizziamo più da vicino Virtual Serial Port Driver PRO, un software splitter Modbus ricco di funzionalità.

Split della porta COM virtuale

La soluzione dedicata – RS485 Splitter – ti consentirà di creare porte RS485 virtuali e dividere i dati Modbus in modo tale che tutte le porte ricevano gli stessi dati simultaneamente. Ciò significa che potrai duplicare i dati in arrivo su COM1, ad esempio, su COM2, COM3, COM4 virtuali e così via. Collegate a copie virtuali di COM1, diverse app avranno, di fatto, accesso condiviso alla porta seriale reale.

Virtual Serial Port Driver PRO ti consente di dividere e unire porte seriali utilizzate da dispositivi RS485, RS232 e RS422, reindirizzare i dati da una porta all’altra e creare complessi bundle di porte.

Con questo software di suddivisione dei dati Modbus, puoi avere tutte le interfacce COM virtuali di cui hai bisogno. Ciò che è particolarmente importante è che tutte emuleranno completamente i parametri e la configurazione delle porte hardware originali.

Nota: VSPD PRO può anche unire più porte in una sola, creare bundle di porte molti-a-molti oppure commutare automaticamente tra porte reali — per saperne di più consulta la nostra guida al Software Modbus.

Guida passo dopo passo

Per dividere una porta RS485 fisica in diverse porte virtuali, segui questi semplici passaggi:

1. Scarica Virtual Serial Port Driver PRO e installalo sul tuo computer.

2. Avvia l’app. Apri la scheda “Split” e seleziona “Dividi porta reale”.

Albero del bundle

3. Seleziona la porta reale che deve essere duplicata, aggiungi porte virtuali (che comunicheranno con la porta reale divisa) facendo clic sul pulsante “Plus”. Puoi creare e aggiungere tutte le porte virtuali di cui hai bisogno.

4. Scegli una porta virtuale da impostare come principale nel bundle e fai clic su “Imposta principale”.

5. Infine, fai clic sul pulsante “Crea” e il tuo bundle della porta COM apparirà automaticamente nell’albero dei bundle.

Ecco fatto! Ora i dati Modbus in arrivo sulla porta seriale reale verranno inviati a tutte le porte virtuali e alle applicazioni ad esse collegate.

Inoltre, come alternativa alla suddivisione dei dati seriali, la soluzione può aiutarti a condividere una porta reale tra più applicazioni e impostare i diritti di accesso (“Lettura”, “Scrittura” e “Controllo”) per ciascuna di esse.

Come selezionare lo splitter Modbus giusto per il tuo caso d'uso

Utilizza questa semplice guida per determinare il tipo di splitter Modbus di cui hai bisogno. 

• Scegli uno splitter software se hai più applicazioni su un singolo PC che richiedono l’accesso alla stessa porta Modbus.
• Seleziona uno splitter passivo quando desideri che il segnale Modbus raggiunga i dispositivi vicini tramite diramazioni brevi.
• Utilizza uno splitter attivo per supportare più dispositivi, tratte di cavo lunghe e per fornire isolamento elettrico per la riduzione del rumore. 

Casi d’uso comuni dello splitter Modbus

Abbiniamo i seguenti casi d’uso comuni al giusto tipo di splitter Modbus.

• Due sistemi SCADA che monitorano un singolo PLC richiedono uno splitter software.
• Un PLC, uno SCADA e un historian che necessitano di accesso alla stessa porta richiedono uno splitter software.
• Per condividere il segnale Modbus con diversi dispositivi nello stesso quadro, utilizzare uno splitter passivo.
• Il supporto di linee di produzione estese con dispositivi distribuiti richiede uno splitter Modbus attivo.

Software vs. Hardware

Questa tabella riassume le differenze tra i tre tipi di splitter Modbus.

  Splitter passivo  Splitter attivo (RS485)  Splitter software (VSPD) 
Caso d’uso  Diramare un singolo cavo verso più dispositivi  Estendere o isolare un segnale su un bus ampio e con più dispositivi  Consentire a più app in esecuzione su un PC di leggere la stessa porta COM 
Alimentato  No  Sì N/D (software)
Costo tipico  ~$20–$100  ~$100–$400+  Con licenza, a partire da $199.95 
Dove risiede lo splitter  Sul cablaggio RS485  Sul cablaggio RS485  Sul computer Windows 
Limitazioni  Non risolve la contesa della porta software  Non risolve la contesa della porta software  Non può risolvere conflitti fisici di bus/master 

Conclusione

I tre tipi di splitter Modbus sono progettati per rispondere a tre casi d’uso. Utilizzare il tipo di splitter sbagliato non produrrà risultati accettabili. Quando devi raggiungere dispositivi vicini tramite una diramazione corta, uno splitter passivo è la scelta giusta. Se hai bisogno di isolamento o stai supportando un bus lungo e rumoroso, scegli uno splitter fisico attivo.

Quando il cablaggio non è il problema, ma devi avere più applicazioni Windows che aprono la stessa porta COM contemporaneamente, ti serve uno splitter software. Virtual Serial Port Driver PRO è una soluzione semplice che risolve il problema con pochi clic. Ti consente di replicare con precisione i dati da una porta fisica a un numero di porte virtuali pari a quello di cui hanno bisogno le tue applicazioni.

FAQ

Sì, se vuoi suddividere i dati per supportare più applicazioni sullo stesso computer che devono accedere alla porta COM della macchina. Un driver di porta virtuale, come VSPD PRO, non influisce sul cablaggio fisico; si limita a duplicare i dati in ingresso su più porte virtuali.

No, sono essenzialmente la stessa cosa poiché Modbus RTU è il protocollo che funziona su un livello fisico RS485. I termini “splitter Modbus RTU” e “splitter Modbus RS485” sono spesso usati in modo intercambiabile poiché entrambi dividono una linea seriale RS485.

Possono farlo, ma richiedono hardware dedicato progettato per l’arbitraggio multi-master. Potresti comunque riscontrare timeout con questo tipo di configurazione. Uno splitter passivo non è sufficiente per gestire la contesa del bus tra due master.