Hangi Tür Modbus Ayırıcıya İhtiyacınız Var?

Modbus ayırıcıları, her biri farklı kullanım senaryolarını ele almak üzere tasarlanmış üç biçimde mevcuttur. Doğru olanı seçmenize yardımcı olmak için üç seçeneğin tamamını inceleyeceğiz. Bazı durumlarda fiziksel bir Modbus RS485 ayırıcı ihtiyacınız olan tek şeydir; diğer senaryolarda ise bir yazılım çözümü daha mantıklıdır.

Aşağıdaki üç tür Modbus veri ayırıcı yaygın olarak mevcuttur.

• Pasif ayırıcı, birden fazla cihazın yakındaki sinyali kullanabilmesi için bir RS485 kablosunu dallandıran fiziksel bir cihazdır.
• Aktif ayırıcı, daha büyük ağlarda elektriksel paraziti en aza indirmek için Modbus sinyalini izole eden ve yeniden üreten, güçle çalışan bir cihazdır.
• Yazılım ayırıcı, birden fazla uygulamanın bir Modbus portunu aynı anda paylaşmasına olanak tanır. Aynı RS485 veriyolunu paylaşan iki fiziksel Modbus master’ını desteklemez.

Fiziksel Modbus Ayırıcılar

Fiziksel Modbus ayırıcıları pasif veya aktif olabilir. Her tür farklı bir amaca hizmet eder.

Hub’lar veya Y-Adaptörleri gibi Pasif Ayırıcılar

Pasif bir ayırıcı, tek bir RS485 hattını birden fazla hatta bölen, beslemesiz bir cihazdır ve genellikle hedef cihazların birbirine yakın olduğu küçük uygulamalarda kullanılır. Aktif bileşen eklemez ve etkin kablo bütçesini uzatmaz. Birleşik ağ yine RS485 standardı sınırlarına, yani yaklaşık ~1200 m ve 32 cihaza tabidir. Bu özellikler, pasif bir ayırıcıyı sabit disk kabinetleri gibi kompakt kurulumlar için iyi bir seçenek haline getirir. Uzun dal uç bağlantıları (stub) için veya farklı sonlandırma (termination) faktörlerine sahip birden fazla üreticinin cihazlarını karıştırırken uygun değildir.

Güç enjeksiyonu gerekiyorsa pasif bir ayırıcı çalışmaz. Yalnızca sinyali dağıtırlar, güçlendirme yapmazlar. Basit RJ45 tabanlı pasif hub’lar yaklaşık 50 $’a temin edilebilir. Schneider Electric LU9GC3 ayırıcı bloğu gibi daha gelişmiş bir pasif Modbus ayırıcı ise yaklaşık 400 $’dır ve tek bir PLC’ye 8 cihaza kadar bağlayabilir.

Pasif bir ayırıcı satın alırken, birkaç unsuru doğrulamalısınız.

• İhtiyacınız olan port/dal sayısı; çünkü genellikle 3 ile 10 arasında desteklerler.
• Mevcut kablolamanızla entegre etmek için vida klemensi, RJ45 veya DIN raya montajlı klemens bloğu olabilen kullanılan konnektör tipi.
• Her dalın sonunda sonlandırma dirençleri eklemeniz gerekip gerekmediği ya da bunların cihazın içinde yerleşik olup olmadığı.

RS485 Tekrarlayıcıları veya İzolatörleri gibi Aktif Ayırıcılar

Aktif bir bölücü, sinyali yeniden üreten ve izolasyon ekleyen, beslemeli bir cihazdır. Genellikle uzun kablo hatlarında ve büyük, gürültülü ağlarda kullanılır. Aktif bölücüler Modbus sinyalini sadece dağıtmaz. Sinyali yeniden üretir; böylece her kol, sonlandırma ve cihaz sayısı sınırları olan ayrı bir RD485 segmenti hâline gelir. Bu özellikler, pasif bir bölücüye kıyasla daha fazla cihaza daha uzun kablolar döşenmesini destekler. 

Aktif Modbus bölücülerde bulunan sinyal izolasyonu, bir slave cihazındaki elektriksel toprak arızası nedeniyle oluşan toprak döngüsü hasarına karşı bir master cihazını korumaya yardımcı olur. Aktif bir bölücü kendi güç kaynağını kullanır ve genellikle pasif bir bölücünün cihaz sayısını veya gereken mesafeyi karşılayamadığı durumlarda devreye alınır. RPT-485_422-4 gibi izolasyon yapabilen tipik bir tekrarlayıcı/dönüştürücü, 2.5kV izolasyon ile hattı 1.2 km’ye kadar uzatır ve fiyatı yaklaşık 120 $’dır. Ek protokol dönüştürmeye veya daha yüksek izolasyon gerilimine ihtiyaç duyarsanız maliyet artar. 

Aktif bir Modbus RS485 bölücü satın alırken aşağıdaki faktörleri kontrol edin.

• Çoğu aktif bölücü harici bir 9–30VDC güç kaynağı gerektirir.
• Yaygın izolasyon gerilimi 2.5kV’tur, ancak daha zorlu elektrik ortamları için 3–4.5kV tercih edebilirsiniz.
• Cihazın veri formatını ve baud hızını otomatik olarak algılayıp algılamadığı ya da diğer cihazlarınızla entegre olabilmesi için yapılandırma gerektirip gerektirmediği.

Yazılım Modbus Ayırıcı

Windows, seri bağlantı noktalarına erişimi aynı anda yalnızca tek bir uygulamayla sınırlar. Bir yazılım ayırıcı bu sınırlamayı aşarak birden fazla programın aynı bağlantı noktasından Modbus verilerini eşzamanlı olarak okumasına olanak tanır. Ardından, özellik açısından zengin bir yazılım Modbus ayırıcı olan Virtual Serial Port Driver PRO’yu daha yakından inceliyoruz.

Sanal COM Bağlantı Noktası Bölme

Özel çözüm – RS485 Splitter – sanal RS485 portları oluşturmanıza ve Modbus verilerini, tüm portların aynı verileri eşzamanlı olarak alacağı şekilde bölmenize olanak tanır. Bu, COM1’e gelen verileri sanal COM2, COM3, COM4 vb. portlara çoğaltabileceğiniz anlamına gelir. COM1’in sanal kopyalarına bağlı olan birkaç uygulama, aslında gerçek seri porta paylaşımlı erişim elde eder.

Virtual Serial Port Driver PRO, RS485, RS232 ve RS422 cihazları tarafından kullanılan seri portları bölmenize ve birleştirmenize, verileri bir porttan diğerine yönlendirmenize ve karmaşık port paketleri oluşturmanıza olanak tanır.

Bu Modbus veri bölücü yazılımıyla, ihtiyaç duyduğunuz kadar sanal COM arayüzüne sahip olabilirsiniz. Özellikle önemli olan, bunların hepsinin orijinal donanım portlarının parametrelerini ve yapılandırmasını tamamen taklit edecek olmasıdır.

Not: VSPD PRO ayrıca birden fazla bağlantı noktasını tek bir bağlantı noktasında birleştirebilir, çoktan-çoğa bağlantı noktası paketleri oluşturabilir veya gerçek bağlantı noktaları arasında otomatik geçiş yapabilir — daha fazlası için Modbus Yazılımı kılavuzumuza göz atın.

Adım Adım Kılavuz

Bir fiziksel RS485 portunu birkaç sanal porta bölmek için şu basit adımları izleyin:

1. İndir Virtual Serial Port Driver PRO’yu indirin ve makinenize yükleyin.

2. Uygulamayı başlatın. “Split” sekmesini açın ve “Gerçek portu böl” seçeneğini seçin.

Paket ağacı

3. Kopyalanması gereken gerçek portu seçin, “Artı” düğmesine tıklayarak sanal portlar (bölünmüş gerçek portla iletişim kuracak) ekleyin. İhtiyacınız olduğu kadar sanal port oluşturup ekleyebilirsiniz.

4. Pakette ana olarak ayarlanacak bir sanal port seçin ve “Ana olarak ayarla” seçeneğine tıklayın.

5. Son olarak, “Oluştur” düğmesine tıklayın ve COM port paketiniz otomatik olarak Paket ağacında görünecektir.

Hepsi bu! Artık gerçek seri porta gelen Modbus verileri, tüm sanal portlara ve onlara bağlı uygulamalara gönderilecek.

Ayrıca, seri verileri bölmeye alternatif olarak, çözüm tek bir gerçek portu birden fazla uygulama arasında paylaşmanıza ve her biri için erişim haklarını (“Okuma”, “Yazma” ve “Kontrol”) ayarlamanıza yardımcı olabilir.

Kullanım Senaryonuza Uygun Doğru Modbus Ayırıcıyı Nasıl Seçersiniz

İhtiyacınız olan Modbus ayırıcı türünü belirlemek için bu basit kılavuzu kullanın.

• Aynı Modbus portuna erişim gerektiren tek bir PC üzerindeki birden fazla uygulamanız varsa bir yazılım ayırıcı seçin.
• Modbus sinyalinin kısa dallar üzerinden yakındaki cihazlara ulaşmasını istediğinizde pasif bir ayırıcı seçin.
• Daha fazla cihazı, uzun kablo mesafelerini desteklemek ve gürültüyü azaltmak için elektriksel izolasyon sağlamak üzere aktif bir ayırıcı kullanın.

Yaygın Modbus Ayırıcı Kullanım Senaryoları

Aşağıdaki yaygın kullanım senaryolarını doğru Modbus ayırıcı türüyle eşleştiriyoruz.

• Tek bir PLC’yi izleyen iki SCADA sistemi bir yazılım ayırıcı gerektirir.
• Aynı porta erişmesi gereken bir PLC, SCADA ve tarihçe sistemi bir yazılım ayırıcı gerektirir.
• Modbus sinyalini aynı kabin içindeki birkaç cihazla paylaşmak için pasif bir ayırıcı kullanın.
• Yaygın cihazlara sahip kapsamlı üretim hatlarını desteklemek için aktif bir Modbus ayırıcı gerekir.

Yazılım ve Donanım

Bu tablo, üç Modbus Ayırıcı türü arasındaki farklılıkları özetler.

  Pasif bölücü  Aktif (RS485) bölücü  Yazılım bölücüsü (VSPD) 
Kullanım senaryosu  Tek bir kabloyu birkaç cihaza dallandırma  Geniş bir veri yolu ve birden çok cihaz boyunca sinyali uzatma veya izole etme  Tek bir PC’de çalışan birden fazla uygulamanın aynı COM portunu okumasını sağlama 
Güç beslemesi  Hayır  Evet Uygulanamaz (yazılım)
Tipik maliyet  ~$20–$100  ~$100–$400+  Lisans bazlı, $199.95’ten itibaren 
Bölücünün bulunduğu yer  RS485 kablolaması üzerinde  RS485 kablolaması üzerinde  Windows makinesinde 
Sınırlamalar  Yazılımsal port çakışmasını çözmez  Yazılımsal port çakışmasını çözmez  Fiziksel veri yolu/ana cihaz çakışmalarını çözemez 

Sonuç

Üç tür Modbus splitter, üç kullanım senaryosunu karşılamak üzere tasarlanmıştır. Yanlış türde splitter kullanmak kabul edilebilir sonuçlar üretmez. Yakındaki cihazlara kısa bir daldan ulaşmanız gerektiğinde, pasif splitter doğru seçimdir. İzolasyona ihtiyacınız varsa veya uzun, gürültülü bir veri yolunu destekliyorsanız, aktif fiziksel splitter seçin.

Sorun kablolama değil de birden fazla Windows uygulamasının aynı COM portunu aynı anda açması gerektiğinde, bir yazılım splitter’a ihtiyacınız vardır. Virtual Serial Port Driver PRO birkaç tıklamayla sorunu çözen basit bir çözümdür. Fiziksel bir porttan gelen verileri, uygulamalarınızın ihtiyaç duyduğu kadar çok sanal porta doğru şekilde çoğaltmanıza olanak tanır.

SSS

Evet, aynı bilgisayarda makinenin COM portuna erişmesi gereken birden fazla uygulamayı desteklemek için verileri bölmek istiyorsanız. VSPD PRO gibi bir sanal port sürücüsü fiziksel kablolamayı etkilemez; yalnızca gelen verileri birden fazla sanal porta çoğaltır.

Hayır, temelde aynı şeydir çünkü Modbus RTU, RS485 fiziksel katmanı üzerinden çalışan protokoldür. “Modbus RTU splitter” ve “Modbus RS485 splitter” terimleri, her ikisi de bir RS485 seri hattını böldüğü için sıklıkla birbirinin yerine kullanılır.

Yapabilirler, ancak çoklu ana (multi-master) arbitraj için tasarlanmış özel donanım gerektirir. Yine de bu tür bir kurulumda zaman aşımları yaşayabilirsiniz. Pasif bir ayırıcı, iki ana arasındaki veriyolu çekişmesini yönetmek için yeterli değildir.