De ce tip de splitter Modbus aveți nevoie?

Modbus splittere sunt disponibile în trei forme, fiecare concepută pentru a răspunde unor cazuri de utilizare diferite. Vom analiza toate cele trei opțiuni pentru a vă ajuta să o alegeți pe cea potrivită. În unele cazuri, un splitter fizic Modbus RS485 este tot ce aveți nevoie, în timp ce în alte scenarii, o soluție software are mai mult sens.

Următoarele trei tipuri de splittere de date Modbus sunt disponibile în mod obișnuit.

• Un splitter pasiv este un dispozitiv fizic care ramifică un cablu RS485 astfel încât mai multe dispozitive să poată utiliza semnalul în proximitate.
• Un splitter activ este un dispozitiv alimentat care izolează și regenerează semnalul Modbus pentru utilizare, pentru a minimiza zgomotul electric în rețele mai mari.
• Un splitter software permite mai multor aplicații să partajeze simultan un port Modbus. Nu acceptă ca doi masteri Modbus fizici să partajeze aceeași magistrală RS485.

Splittere Modbus fizice

Spliterele Modbus fizice pot fi fie pasive, fie active. Fiecare tip servește unui scop diferit.

Splittere pasive precum huburi sau adaptoare în Y

Un splitter pasiv este un dispozitiv nealimentat care împarte o singură linie RS485 în mai multe ramuri și este utilizat de obicei în implementări mici, în care dispozitivele țintă sunt apropiate între ele. Nu adaugă componente active și nu extinde bugetul efectiv de cablu. Rețeaua combinată este în continuare supusă limitelor standardului RS485 de ~1200 m și 32 de dispozitive. Aceste caracteristici fac ca un splitter pasiv să fie o alegere bună pentru instalații compacte, cum ar fi dulapurile pentru hard disk-uri. Nu este potrivit pentru derivații lungi sau atunci când se amestecă dispozitive de la mai mulți producători cu factori de terminare diferiți.

Un splitter pasiv nu va funcționa dacă aveți nevoie de injecție de alimentare. Ele doar distribuie semnalul, nu îl amplifică. Hub-urile pasive simple bazate pe RJ45 pot fi obținute pentru aproximativ 50 $. Un splitter pasiv Modbus mai elaborat, cum ar fi blocul splitter Schneider Electric LU9GC3, costă aproximativ 400 $ și poate conecta până la 8 dispozitive la un singur PLC.

Atunci când achiziționați un splitter pasiv, ar trebui să verificați mai mulți factori.

• Numărul de porturi/ramuri de care aveți nevoie, deoarece de obicei acestea suportă între 3 și 10.
• Tipul de conector utilizat, care poate fi un terminal cu șurub, RJ45 sau un bloc de borne pe șină DIN, pentru a se integra cu cablajul existent.
• Dacă trebuie să adăugați rezistențe de terminare la capătul fiecărei ramuri sau dacă acestea sunt încorporate în dispozitiv.

Splittere active precum repetoare RS485 sau izolatoare

Un splitter activ este un dispozitiv alimentat care regenerează semnalul și adaugă izolare. Acestea sunt utilizate, de obicei, pentru trasee lungi de cablu și în rețele mari, zgomotoase. Splitterele active nu doar distribuie semnalul Modbus. Ele regenerează semnalul astfel încât fiecare ramură devine un segment RD485 separat, cu terminare și limite privind numărul de dispozitive. Aceste caracteristici permit rularea unor cabluri mai lungi către mai multe dispozitive decât un splitter pasiv. 

Izolarea semnalului disponibilă în splitterele Modbus active ajută la protejarea unui dispozitiv master împotriva deteriorării cauzate de bucle de masă, în urma unui defect de împământare electrică la un dispozitiv slave. Un splitter activ folosește propria sursă de alimentare și este, de obicei, utilizat atunci când un splitter pasiv nu poate gestiona numărul de dispozitive sau distanța necesară. Un repetor/convertor tipic capabil de izolare, precum RPT-485_422-4, extinde magistrala cu până la 1,2 km, cu izolare de 2,5 kV, și costă în jur de 120 $. Costul crește dacă aveți nevoie de conversie suplimentară de protocol sau de o tensiune de izolare mai mare. 

Verificați următorii factori atunci când cumpărați un splitter Modbus RS485 activ.

• Majoritatea splitterelor active necesită o sursă de alimentare externă de 9–30VDC.
• Tensiunea de izolare uzuală este 2,5 kV, dar puteți opta pentru 3–4,5 kV pentru medii electrice mai dure.
• Dacă dispozitivul detectează automat formatul de date și rata de baud sau trebuie configurat pentru a se integra cu celelalte dispozitive.

Software Modbus Splitter

Windows restricționează accesul la porturile seriale la o singură aplicație la un moment dat. Un splitter software depășește această limitare, permițând mai multor programe să citească simultan date Modbus de pe același port. În continuare, analizăm mai îndeaproape Virtual Serial Port Driver PRO, un splitter software Modbus bogat în funcții.

Divizare port COM virtual

Soluția dedicată – RS485 Splitter – vă va permite să creați porturi RS485 virtuale și să divizați datele Modbus astfel încât toate porturile să primească simultan aceleași date. Asta înseamnă că veți putea duplica datele care intră pe COM1, de exemplu, către COM2 virtual, COM3, COM4 și așa mai departe. Conectate la copii virtuale ale COM1, mai multe aplicații vor avea, de fapt, acces partajat la portul serial real.

Virtual Serial Port Driver PRO vă permite să divizați și să uniți porturile seriale utilizate de dispozitivele RS485, RS232 și RS422, să redirecționați datele de la un port la altul și să creați pachete complexe de porturi.

Cu acest software de divizare a datelor Modbus, puteți avea oricâte interfețe COM virtuale aveți nevoie. Ceea ce este deosebit de important este faptul că toate vor emula complet parametrii și configurația porturilor hardware originale.

Notă: VSPD PRO poate, de asemenea, să unească mai multe porturi într-unul singur, să creeze pachete de porturi many-to-many sau să comute automat între porturi reale — vezi ghidul nostru Modbus Software pentru mai multe.

Ghid pas cu pas

Pentru a împărți un port fizic RS485 în mai multe porturi virtuale, urmați acești pași simpli:

1. Descărcați Virtual Serial Port Driver PRO și instalați-l pe computerul dvs.

2. Porniți aplicația. Deschideți fila „Split” și selectați „Split real port”.

Arbore de pachete

3. Selectați portul real care trebuie duplicat, adăugați porturi virtuale (care vor comunica cu portul real divizat) făcând clic pe butonul „Plus”. Puteți crea și adăuga câte porturi virtuale aveți nevoie.

4. Alegeți un port virtual de setat ca principal în pachet și faceți clic pe „Setați ca principal”.

5. În cele din urmă, faceți clic pe butonul „Create”, iar pachetul de port COM va apărea automat în arborele Bundle.

Asta este! Acum, datele Modbus care intră în portul serial real vor fi trimise către toate porturile virtuale și aplicațiile conectate la acestea.

De asemenea, ca alternativă la împărțirea datelor seriale, soluția vă poate ajuta să partajați un port real între mai multe aplicații și să setați drepturile de acces („Citire”, „Scriere” și „Control”) pentru fiecare dintre ele.

Cum să selectați splitterul Modbus potrivit pentru cazul dvs. de utilizare

Utilizați acest ghid simplu pentru a determina tipul de splitter Modbus de care aveți nevoie. 

• Alegeți un splitter software dacă aveți mai multe aplicații pe un singur PC care necesită acces la același port Modbus.
• Selectați un splitter pasiv atunci când doriți ca semnalul Modbus să ajungă la dispozitivele din apropiere prin ramificații scurte.
• Utilizați un splitter activ pentru a suporta mai multe dispozitive, trasee lungi de cablu și pentru a oferi izolare electrică pentru reducerea zgomotului. 

Cazuri de utilizare comune pentru splitterul Modbus

Corelăm următoarele cazuri de utilizare frecvente cu tipul potrivit de splitter Modbus.

• Două sisteme SCADA care monitorizează un singur PLC necesită un splitter software.
• Un PLC, un sistem SCADA și un sistem de istorice care au nevoie de acces la același port necesită un splitter software.
• Pentru a partaja semnalul Modbus cu mai multe dispozitive în același dulap, utilizați un splitter pasiv.
• Susținerea unor linii de producție extinse, cu dispozitive răspândite, necesită un splitter Modbus activ.

Software vs. hardware

Acest tabel rezumă diferențele dintre cele trei tipuri de Splittere Modbus.

  Splitter pasiv  Splitter activ (RS485)  Splitter software (VSPD) 
Caz de utilizare  Ramificarea unui singur cablu către mai multe dispozitive  Extinderea sau izolarea unui semnal pe o magistrală mare și către mai multe dispozitive  Permiterea mai multor aplicații care rulează pe un singur PC să citească același port COM 
Alimentat  Nu  Da N/A (software)
Cost tipic  ~$20–$100  ~$100–$400+  Pe bază de licență, de la 199,95 $ 
Unde se află splitterul  Pe cablajul RS485  Pe cablajul RS485  Pe mașina Windows 
Limitări  Nu rezolvă contendența portului software  Nu rezolvă contendența portului software  Nu poate rezolva conflictele fizice de magistrală/master 

Concluzie

Cele trei tipuri de splittere Modbus sunt concepute pentru a aborda trei cazuri de utilizare. Folosirea tipului greșit de splitter nu va produce rezultate acceptabile. Când trebuie să ajungeți la dispozitive din apropiere printr-o ramură scurtă, un splitter pasiv este alegerea potrivită. Dacă aveți nevoie de izolare sau susțineți o magistrală lungă și zgomotoasă, alegeți un splitter fizic activ.

Când cablarea nu este problema, dar trebuie ca mai multe aplicații Windows să deschidă simultan același port COM, aveți nevoie de un splitter software. Virtual Serial Port Driver PRO este o soluție simplă care rezolvă problema în câteva clicuri. Vă permite să replicați cu precizie datele de pe un port fizic către atâtea porturi virtuale câte au nevoie aplicațiile dvs.

Întrebări frecvente

Da, dacă doriți să împărțiți datele pentru a susține mai multe aplicații pe același computer care trebuie să acceseze portul COM al mașinii. Un driver de port virtual, cum ar fi VSPD PRO, nu afectează cablarea fizică; pur și simplu duplică datele de intrare pe mai multe porturi virtuale.

Nu, ele sunt în esență același lucru, deoarece Modbus RTU este protocolul care rulează peste un strat fizic RS485. Termenii „splitter Modbus RTU” și „splitter Modbus RS485” sunt adesea folosiți interschimbabil, deoarece ambele separă o linie serială RS485.

Pot, dar necesită hardware dedicat proiectat pentru arbitraj multi-master. Totuși, este posibil să întâmpinați timeout-uri cu acest tip de configurare. Un splitter pasiv nu este suficient pentru a gestiona contendența pe magistrală între doi masteri.