Kennis/Interfaces uitgelegd/RS485 en Modbus RTU

Interfaces uitgelegdRS485

Wat is RS485 en Modbus RTU? Leiding en protocol uitgelegd

RS485 en Modbus RTU worden vaak in één adem genoemd, maar het zijn twee verschillende dingen. RS485 legt vast hoe de signalen over de leiding gaan, Modbus RTU wat er in de telegrammen staat. Samen zijn ze een van de meest verbreide meterinterfaces in de industrie en de gebouwtechniek.

Het belangrijkste in het kort

  • RS485 (TIA/EIA-485) verstuurt data als spanningsverschil over twee aders, robuust tegen storingen en tot ongeveer 1200 m.
  • Modbus RTU is een master-slaveprotocol: één master vraagt, slaves met adressen 1 tot 247 antwoorden.
  • De leiding wordt als lijn gelegd en aan beide uiteinden met 120 Ω afgesloten.
  • Meetwaarden staan in 16-bitregisters. Waarden van 32 en 64 bit bezetten twee of vier registers.
  • Elk telegram is beveiligd met een CRC16-controlesom.

Op deze pagina

Wat is RS485?

RS485 is een norm voor elektrische overdracht, geen protocol. De data gaat als spanningsverschil tussen twee aders, meestal A en B genoemd, soms ook D+ en D−. Omdat de ontvanger alleen het verschil beoordeelt, heffen storingen die beide aders gelijk treffen elkaar grotendeels op. Daarom werkt RS485 ook in schakelkasten met frequentieregelaars en over lange afstanden.

Klassiek verdraagt een segment 32 deelnemers (unit loads); moderne drivers belasten de bus maar met een fractie daarvan. De leiding mag ongeveer 1200 m lang zijn, bij hoge baudrates minder.

Over RS485 lopen verschillende protocollen, naast Modbus RTU bijvoorbeeld BACnet MS/TP. Bij een RS485 kWh-meter is dus pas samen met het protocol duidelijk hoe hij wordt uitgelezen.

Hoe wordt een RS485-bus juist bekabeld?

  • Als lijn leggen: van apparaat naar apparaat, zonder ster en zonder lange aftakkingen.
  • Aan beide uiteinden van de leiding één afsluitweerstand van 120 Ω plaatsen, niet bij elk apparaat.
  • Getwiste, afgeschermde datakabel gebruiken, idealiter met een karakteristieke impedantie van ongeveer 120 Ω.
  • De referentiemassa (GND) meevoeren als de apparaten ver uit elkaar liggen of verschillend worden gevoed.
  • Bij alle apparaten dezelfde baudrate, pariteit en stopbits instellen.

De meest voorkomende valkuilen bij de busopbouw staan in het artikel Modbus RTU via RS-485: de vijf meest voorkomende valkuilen.

Wat is Modbus RTU?

Modbus is een open protocol dat Modicon in 1979 voor besturingen heeft ontwikkeld. RTU staat voor Remote Terminal Unit en duidt de binaire variant voor seriële leidingen aan. Een master, zoals een PLC, een datalogger of een energiemanagementsysteem, stuurt een verzoek naar een slave-adres, en alleen dat apparaat antwoordt. Uit zichzelf zendt een slave nooit.

Een telegram bestaat uit adres, functiecode, data en een CRC16-controlesom. Tussen twee telegrammen ligt een pauze van minstens 3,5 tekenlengtes; daaraan herkennen de apparaten begin en einde.

FunctiecodeBetekenisTypische toepassing
03Holding registers lezenMeetwaarden en instellingen
04Input registers lezenMeetwaarden
06Eén register schrijvenEen instelling wijzigen
16Meerdere registers schrijvenMeerdere waarden in één blok schrijven

Hoe leest u Modbus-registers juist uit?

Modbus kent alleen 16-bitregisters. Een meterstand van 32 of 64 bit wordt verdeeld over twee of vier opeenvolgende registers. Of het hoogste woord eerst komt, bepaalt elke fabrikant zelf. Levert een systeem onzinnige waarden, dan is meestal de byte- of woordvolgorde verwisseld.

Ook de telling van de adressen verschilt: sommige handleidingen tellen vanaf 0, andere vanaf 1. Is een waarde precies één register verschoven, dan ligt het bijna altijd daaraan.

Wanneer past Modbus RTU via RS485?

Modbus RTU past wanneer een besturing of datalogger meters in dezelfde schakelkast of hetzelfde gebouw direct uitleest en er geen netwerk naar de meters loopt. Met veel meters in meerdere gebouwen of meerdere doelsystemen loont een gateway. De vergelijking met de netwerkvariant vindt u in het artikel Modbus TCP of Modbus RTU? en op de pagina Wat is Modbus TCP?.

RS485 en Modbus RTU met apparaten van EMU

De RS485 kWh-meter EMU Professional II spreekt Modbus RTU, als EMU Professional II 3/100 voor directe aansluiting tot 100 A of als 3/5 voor aansluiting via stroomtransformatoren.

De EMU M-Center heeft twee RS485-aansluitingen, leest tot 64 Modbus RTU-apparaten uit en geeft de waarden door via BACnet IP of MQTT.

Veelgestelde vragen


Wat is het verschil tussen RS485 en Modbus?

RS485 is de elektrische overdracht over twee aders, Modbus RTU het protocol dat daarover loopt. Over RS485 kunnen ook andere protocollen lopen, en Modbus bestaat ook via Ethernet als Modbus TCP.

Mag een RS485-bus stervormig worden gelegd?

Nee. Alleen een lijn met korte aftakkingen werkt betrouwbaar. Sterren en lange aftakkingen veroorzaken reflecties die telegrammen onleesbaar maken. Zijn de apparaten stervormig verdeeld, dan helpt een repeater of een verdeler met gescheiden segmenten.

Waar komt de afsluitweerstand?

Aan de twee fysieke uiteinden van de leiding, telkens 120 Ω tussen A en B. Een weerstand bij elk apparaat belast de bus te zwaar.

Hoeveel apparaten passen op een Modbus RTU-bus?

Het protocol staat 247 adressen toe. Elektrisch beperkt RS485 een segment tot 32 unit loads; met drivers die maar een fractie daarvan opnemen, zijn meer apparaten mogelijk. In de praktijk is vaak de uitleestijd de grens: hoe meer apparaten, hoe langer een cyclus duurt.

Welke instellingen moeten overeenkomen?

Baudrate, databits, pariteit en stopbits moeten bij de master en bij alle slaves gelijk zijn. Gebruikelijk zijn 9600 of 19.200 baud met 8 databits.

Verder lezen


SEITERS485 kWh-meterEMU Professional II met Modbus RTU SEITERS485-valkuilenDe vijf meest voorkomende valkuilen bij de busopbouw SEITEModbus TCP of RTU?Keuzehulp voor meetprojecten SEITEInterfaces uitgelegdAlle vijf interfaces vergeleken

Vragen over uw RS485-bus?


Stuur ons het aantal apparaten, de leidinglengtes en het doelsysteem. Wij vertellen u welke opbouw betrouwbaar werkt.

Telefoon
+41 (0)41 545 03 00

Technische ondersteuning
helpdesk [at] emuag.ch
Supportformulier →