Tietoa/Liitännät selitettynä/RS485 ja Modbus RTU

Liitännät selitettynäRS485

Mikä on RS485 ja Modbus RTU? Johto ja protokolla selitettynä

RS485 ja Modbus RTU mainitaan usein samassa lauseessa, mutta ne ovat kaksi eri asiaa. RS485 määrittää, miten signaalit kulkevat johdossa, Modbus RTU sen, mitä sähkeissä on. Yhdessä ne ovat yksi teollisuuden ja talotekniikan yleisimmistä mittariliitännöistä.

Tärkeimmät asiat lyhyesti

  • RS485 (TIA/EIA-485) siirtää dataa jännite-erona kahdessa johtimessa, kestää häiriöitä ja toimii noin 1200 metriin asti.
  • Modbus RTU on master-slave-protokolla: yksi master kysyy, ja orjat osoitteilla 1–247 vastaavat.
  • Johto vedetään linjana ja päätetään molemmista päistä 120 Ω:lla.
  • Mittausarvot ovat 16-bittisissä rekistereissä. 32- ja 64-bittiset arvot vievät kaksi tai neljä rekisteriä.
  • Jokainen sähke on suojattu CRC16-tarkistussummalla.

Tällä sivulla

Mikä on RS485?

RS485 on sähköisen siirron standardi, ei protokolla. Data kulkee jännite-erona kahden johtimen välillä, joita kutsutaan yleensä A:ksi ja B:ksi, joskus D+:ksi ja D−:ksi. Koska vastaanotin arvioi vain eroa, molempiin johtimiin samalla tavalla vaikuttavat häiriöt kumoutuvat suurelta osin. Siksi RS485 toimii myös keskuksissa, joissa on taajuusmuuttajia, ja pitkillä matkoilla.

Perinteisesti yksi segmentti kestää 32 osallistujaa (unit loads); nykyaikaiset ajurit kuormittavat väylää vain murto-osalla siitä. Johto voi olla noin 1200 m pitkä, suurilla nopeuksilla lyhyempi.

RS485:n kautta kulkee eri protokollia, Modbus RTU:n lisäksi esimerkiksi BACnet MS/TP. RS485-sähkömittarin lukutapa selviää siksi vasta protokollan myötä.

Miten RS485-väylä kaapeloidaan oikein?

  • Vedä linjana: laitteelta laitteelle, ilman tähteä ja ilman pitkiä haaroja.
  • Asenna yksi 120 Ω:n päätevastus johdon kumpaankin päähän, ei jokaiseen laitteeseen.
  • Käytä kierrettyä, suojattua datakaapelia, mieluiten aaltoimpedanssiltaan noin 120 Ω.
  • Vie vertailumaa (GND) mukana, jos laitteet ovat kaukana toisistaan tai niillä on eri syöttö.
  • Aseta kaikkiin laitteisiin sama siirtonopeus, pariteetti ja stop-bitit.

Yleisimmät sudenkuopat väylän rakentamisessa kuvataan artikkelissa Modbus RTU RS-485:n kautta: viisi yleisintä sudenkuoppaa.

Mikä on Modbus RTU?

Modbus on avoin protokolla, jonka Modicon kehitti ohjausjärjestelmiä varten vuonna 1979. RTU tarkoittaa Remote Terminal Unitia ja viittaa sarjajohtojen binääriversioon. Master, esimerkiksi logiikka, dataloggeri tai energianhallintajärjestelmä, lähettää kyselyn orjan osoitteeseen, ja vain se laite vastaa. Orja ei koskaan lähetä oma-aloitteisesti.

Sähke koostuu osoitteesta, funktiokoodista, datasta ja CRC16-tarkistussummasta. Kahden sähkeen välillä on vähintään 3,5 merkin pituinen tauko, josta laitteet tunnistavat alun ja lopun.

FunktiokoodiMerkitysTyypillinen käyttö
03Holding-rekisterien lukuMittausarvot ja asetukset
04Input-rekisterien lukuMittausarvot
06Yhden rekisterin kirjoitusAsetuksen muuttaminen
16Useamman rekisterin kirjoitusUseamman arvon kirjoitus yhtenä lohkona

Miten Modbus-rekisterit luetaan oikein?

Modbus tuntee vain 16-bittiset rekisterit. 32- tai 64-bittinen lukema jakautuu kahteen tai neljään peräkkäiseen rekisteriin. Kukin valmistaja päättää itse, tuleeko merkitsevin sana ensin. Jos järjestelmä antaa mielettömiä arvoja, tavu- tai sanajärjestys on yleensä väärinpäin.

Myös osoitteiden numerointi vaihtelee: osa käsikirjoista laskee nollasta, osa ykkösestä. Jos arvo on siirtynyt täsmälleen yhden rekisterin, syy on lähes aina tämä.

Milloin Modbus RTU RS485:n kautta sopii?

Modbus RTU sopii, kun ohjaus tai dataloggeri lukee mittareita suoraan samasta keskuksesta tai rakennuksesta eikä mittareille ole verkkoa. Kun mittareita on paljon useassa rakennuksessa tai kohdejärjestelmiä on useita, yhdyskäytävä kannattaa. Vertailun verkkoversioon löydät artikkelista Modbus TCP vai Modbus RTU? ja sivulta Mikä on Modbus TCP?.

RS485 ja Modbus RTU EMUn laitteilla

RS485-sähkömittari EMU Professional II puhuu Modbus RTU:ta, mallina EMU Professional II 3/100 suoraan kytkentään enintään 100 A tai mallina 3/5 virtamuuntajakytkentään.

EMU M-Centerissä on kaksi RS485-liitäntää; se lukee enintään 64 Modbus RTU -laitetta ja välittää arvot BACnet IP:n tai MQTT:n kautta.

Usein kysyttyä


Mikä on RS485:n ja Modbusin ero?

RS485 on sähköinen siirto kahdessa johtimessa, Modbus RTU sen kautta kulkeva protokolla. RS485:n kautta voi kulkea myös muita protokollia, ja Modbus on olemassa myös Ethernetin kautta Modbus TCP:nä.

Saako RS485-väylän vetää tähtimäisesti?

Ei. Vain linja lyhyillä haaroilla toimii luotettavasti. Tähdet ja pitkät haarat aiheuttavat heijastuksia, jotka tekevät sähkeistä lukukelvottomia. Jos laitteet sijaitsevat tähtimäisesti, auttaa toistin tai jakaja erillisillä segmenteillä.

Mihin päätevastus asennetaan?

Johdon kahteen fyysiseen päähän, kumpaankin 120 Ω A:n ja B:n väliin. Vastus jokaisessa laitteessa kuormittaa väylää liikaa.

Montako laitetta Modbus RTU -väylään mahtuu?

Protokolla sallii 247 osoitetta. Sähköisesti RS485 rajoittaa segmentin 32 unit loadiin; ajureilla, jotka ottavat vain murto-osan siitä, laitteita voi olla enemmän. Käytännössä rajan asettaa usein kyselyaika: mitä enemmän laitteita, sitä kauemmin yksi kierros kestää.

Mitkä asetukset on oltava samat?

Siirtonopeuden, databittien, pariteetin ja stop-bittien on oltava samat masterissa ja kaikissa orjissa. Yleisiä ovat 9600 tai 19 200 baudia ja 8 databittiä.

Lue lisää


SEITERS485-sähkömittariEMU Professional II ja Modbus RTU SEITERS485:n sudenkuopatViisi yleisintä sudenkuoppaa väylän rakentamisessa SEITEModbus TCP vai RTU?Päätösapu mittausprojekteihin SEITELiitännät selitettynäKaikki viisi liitäntää vertailussa

Kysyttävää RS485-väylästäsi?


Lähetä meille laitteiden määrä, johtopituudet ja kohdejärjestelmä. Kerromme, mikä rakenne toimii luotettavasti.

Puhelin
+41 (0)41 545 03 00

Tekninen tuki
helpdesk [at] emuag.ch
Tukilomake →