Modbus vs RS485: Viktige forskjellar

Det kan vere utfordrande å konfigurere ei RS485-eining. Kompatibiliteten mellom Modbus- og RS-485-protokollane er ofte eit problem. Du kan sjå fram til ei lang feilsøkingsøkt sidan desse to protokollane opererer på ulike lag i kommunikasjonsstakken. 

RS485-protokollen er ein elektrisk standard som opererer på det fysiske laget i stakken. Han definerer ting som kabellengde, akseptable spenningsnivå og talet på einingar som kan dele ein enkelt buss. 

Modbus-protokollen opererer på applikasjonslaget og er fokusert på korleis meldingar er strukturerte, adresserte og tolka av mottakaren. Du må vite kva lag som skapar problemet for å løyse det effektivt. 

INFORMATION: Når du bruker en enhet for RS485-kommunikasjon, betyr det å forstå dette skillet at brukere bør ta seg litt tid til å lære om MODBUS-protokollen. 

Forskjellar mellom Modbus og RS485

Følgjande tabell samanliknar dei viktigaste parameterane for desse to avgjerande protokollane som påverkar kompatibiliteten deira.

  RS485 Modbus
Lag Fysisk (OSI-lag 1) Applikasjon (OSI-lag 7)
Definert av EIA/TIA-485 Modicon i 1979; no open
Type Elektrisk standard Kommunikasjonsprotokoll
Topologi Multi-drop-buss støttar opptil 32 noder utan repeatere Master/slave med 1 master og opptil 247 slavar
Funksjon Definerer kabling, signalnivå og andre elektriske eigenskapar Definerer meldinga, datainnramming og funksjonskodar
Dataformat Differensielle spenningssignal RTU (binært) eller ASCII-rammer
Feildeteksjon Ikkje spesifisert CRC (RTU) eller LRC (ASCII)
Maks hastigheit Opptil 10 Mbps over korte avstandar Typisk 9 600 – 115 200 bps  med RTU/ASCII over RS485
Maks avstand 1 200 m ved 100 kbps Avheng av det fysiske laget
Variantar RS422 (punkt-til-punkt), RS232 (kort rekkevidd) Modbus RTU, Modbus ASCII, Modbus TCP/IP

Kva er Modbus?

Modbus er ein kommunikasjonsprotokoll på applikasjonslaget utvikla av Modicon i 1979. Det er ein open, gratis protokoll som definerer korleis meldingar er strukturerte når dei blir sende mellom ei mastereining og éin eller fleire slavar. Modbus køyrer over ulike transportløysingar, inkludert RS485, RS232, RS422 eller Ethernet (TCP/IP).

Nøkkelkjelenneteikn

• Arkitektur: Ein master kommuniserer med opptil 247 adresserbare slavar, nummererte 1–247, med ID 0 reservert for kringkasting.

• Kommunikasjonsmodell: Masteren initierer all kommunikasjon ved å sende førespurnader til slavane, som berre kan svare.

• Adressering: Alle førespurnader inkluderer mål-Slave-ID-en, som blir ekkoa av kvar respons.

• Datatypar: 1-bits spolar og diskrete inngangar, 16-bits inngangs- og holdingregister.

• Feildeteksjon: LRC i ASCII-modus og CRC-16 i RTU-modus.

Datamodell

• Spolar (1-bit, les/skriv) gir status for diskrete utgangar.

• Diskrete inngangar (1-bit, berre lesing) for status for diskrete inngangar.

• Inngangsregister (16-bit, berre lesing) lagrar målte inngangsverdiar.

• Holdingregister (16-bit, les/skriv) held konfigurasjon og utgangsverdiar.

Variantar: RTU, ASCII, TCP/IP

• Modbus RTU er standarden for bruk med RS485 på grunn av hastigheita og det kompakte formatet. Det har binærkoding og CRC-16-feilkontroll.

• Modbus TCP/IP blir brukt over Ethernet og treng ikkje CRC/LRC fordi TCP tek hand om kommunikasjonsintegriteten.

• Modbus ASCII nyttar heks-teiknkoding og LRC-feilkontroll. Variasjonen blir vanlegvis brukt på RS232 og er menneskelesbar.

Kva er RS485?

RS485 (EIA-485) er ein elektrisk standard som verkar på det fysiske laget og som definerer korleis signal vert overførte over leidningar. Protokollen spesifiserer aspekt som kabelimpedans, spenningsnivå, maksimal kabellengd og busstopologi. RS485 kjenner ikkje til protokollar på høgare lag, meldingsformat eller datainnhald. 

Nøkkelkjelenneteikn

• Signalisering: Differensialen, eller spenningsforskjellen mellom leidningane A og B, er svært motstandsdyktig mot elektrisk støy.

• Topologi: Støttar ein multi-drop-buss med opptil 32 einingslaster på eitt leidningspar utan repeatere.

• Maks avstand: Omtrent 1 200 m ved 100 kbps, med kortare rekkevidde ved høgare dataoverføringshastigheiter.

• Maks datahastigheit: Støttar opptil 10 Mbps over korte avstandar på under 15 m.

• Dupleks: Standard er halvdupleks med eitt tvunne par. Fulldupleks kan implementerast med to par.

Relaterte standarder: RS232 og RS422

• RS232 er ein enkelt-enda, punkt-til-punkt-protokoll med ei maksimal rekkevidd på om lag 15 m. Signala er ikkje kompatible med RS485. Direkte adapterar blir typisk brukte for RS485-til-USB- eller RS-485-til-Ethernet-implementeringar.

• RS422 gir differensiell signalføring som RS485, men er avgrensa til éin drivar per linje for punkt-til-punkt-kommunikasjon utan støtte for multi-drop.

Verktøy for å overvake og analysere Modbus-data

Feilsøking av kommunikasjonsproblem krev forståing av forskjellen mellom RS485 og Modbus og å få innsyn i kva som blir overført på bussen. Den mest effektive måten å oppnå dette innsynet på er å analysere rå serietrafikk frå serieporten. Denne analysen let deg effektivt feilsøkje problem ved å verifisere registerverdiar og avdekkje adresseringsfeil.  Serial Port Monitor (SPM) er ei programvareløysing som gir denne informasjonen.

Modbus Test Software er ein protokollanalysator som gir informasjon om Modbus-kommunikasjon over RS232/RS422/RS485-grensesnitt. Programvara gjer det mogleg for brukarar å enkelt oppdage og løyse problem ved testing og feilsøking av Modbus-kommunikasjon. Ein av dei mest verdfulle funksjonane er evna til å vise og loggføre dataa som går gjennom den serielle porten til systemet.

Modbus testprogramvare

Modbus Analyzer lèt brukarar vise, loggføre og feilsøkje Modbus RTU- og ASCII-seriedata medan dei blir overførte over RS485-portane i eit system.

Denne profesjonelle Modbus-testprogramvara lèt brukarar:

• Kople til og overvake serieportar som allereie er i bruk av eit anna program. Visning i sanntid av alle data som blir mottekne av porten, er tilgjengeleg for umiddelbar overvaking og feilsøking.

• Overvake fleire serieportar samtidig. Du kan synkront analysere aktiviteten til fleire serieportar i ei enkelt økt. Data som går i begge retningar, blir presenterte etter «først inn, først ut»-prinsippet i ein enkelt logg for enkel vising.

• Sjå dataa dine i ei rekkje format, inkludert tabell-, terminal-, linje- og dumpvising. Fleire visingar kan visast samtidig, og du kan bruke filter for å finjustere overvakinga.

• Utføre emulering av data overførte til ein serieeining for å overvake aktivitet når han blir eksponert for spesifikke kommandoar.

Ofte stilte spørsmål

Nei, dei er ulike, komplementære protokollar. Modbus er ein meldingsprotokoll, medan RS485 definerer det fysiske elektriske grensesnittet. RS485 er vegen som Modbus sender ei melding over.

RS485-standarden støttar opptil 32 einingslastar på ein buss utan repetitorar, medan Modbus tillèt opptil 247 slavaneiningar. Vanlegvis er den fysiske grensa på 32 nodar standarden, med repetitorar nytta for å utvide talet på støtta einingar.

Modbus RTU er ein kompakt og effektiv protokoll som overfører data i binærformat med CRC-feilkontroll. Det er den føretrekte protokollen for bruk med RS485. Modbus ASCII overfører data som menneskelesbare heksadesimale teikn og nyttar LRC-feilkontroll. Det er ei mindre effektiv løysing, men det legg til rette for strømlinjeforma feilsøking på RS232-lenker.

Ja. Modbus kan òg fungere over RS232-, RS422- eller Ethernet-tilkoplingar (Modbus TCP/IP). RS485 er det føretrekte fysiske laget for Modbus i industrielle miljø på grunn av multi-drop-evnene og immunitet mot støy.