ما هو RS485؟
RS485 معيار للنقل الكهربائي وليس بروتوكولًا. تنتقل البيانات كفرق جهد بين سلكين يُسمَّيان عادة A وB، وأحيانًا D+ وD−. ولأن المستقبل لا يقيّم إلا الفرق، فإن التشويش الذي يصيب السلكين بالقدر نفسه يلغي بعضه بعضًا إلى حد كبير. لهذا يعمل RS485 أيضًا في لوحات التوزيع التي تضم محوّلات تردد وعلى مسافات طويلة.
تقليديًا يتحمّل المقطع الواحد 32 مشاركًا (unit loads)، بينما لا تحمّل المشغّلات الحديثة الناقل إلا بجزء من ذلك. ويمكن أن يبلغ طول الخط نحو 1200 m، ويقل عند السرعات العالية.
تعمل عبر RS485 بروتوكولات مختلفة، منها إلى جانب Modbus RTU مثلًا BACnet MS/TP. لذلك لا تتضح طريقة قراءة عداد كهرباء RS485 إلا بمعرفة البروتوكول.
كيف يُمدَّد ناقل RS485 بشكل صحيح؟
- التمديد بشكل خطي: من جهاز إلى جهاز، دون تمديد نجمي ودون فروع طويلة.
- تركيب مقاومة إنهاء واحدة بقيمة 120 Ω عند كل طرف من طرفي الخط، لا عند كل جهاز.
- استخدام كابل بيانات مجدول ومحجوب، ويُفضّل أن تكون معاوقته المميزة نحو 120 Ω.
- تمديد الأرضي المرجعي (GND) أيضًا إذا كانت الأجهزة متباعدة أو تُغذّى من مصادر مختلفة.
- ضبط سرعة النقل والتماثل وبتات التوقف نفسها على جميع الأجهزة.
يصف المقال Modbus RTU عبر RS-485: أكثر خمسة مزالق شيوعًا أكثر المزالق شيوعًا عند بناء الناقل.
ما هو Modbus RTU؟
Modbus بروتوكول مفتوح طورته شركة Modicon عام 1979 لوحدات التحكم. ويعني RTU وحدة طرفية بعيدة (Remote Terminal Unit)، ويدل على النسخة الثنائية للخطوط التسلسلية. يرسل جهاز رئيسي، مثل PLC أو مسجّل بيانات أو نظام إدارة طاقة، طلبًا إلى عنوان جهاز تابع، فيجيب ذلك الجهاز وحده. ولا يرسل الجهاز التابع شيئًا من تلقاء نفسه أبدًا.
تتكون الرسالة من العنوان ورمز الوظيفة والبيانات ومجموع التحقق CRC16. وبين رسالتين فاصل زمني لا يقل عن 3,5 أحرف، تتعرف منه الأجهزة على البداية والنهاية.
| رمز الوظيفة | المعنى | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|
| 03 | قراءة سجلات Holding | القيم المقيسة والإعدادات |
| 04 | قراءة سجلات Input | القيم المقيسة |
| 06 | كتابة سجل واحد | تغيير إعداد |
| 16 | كتابة عدة سجلات | كتابة عدة قيم في كتلة واحدة |
كيف تُقرأ سجلات Modbus بشكل صحيح؟
لا يعرف Modbus إلا سجلات من 16 بت، لذا تتوزع قراءة عداد من 32 أو 64 بت على سجلين أو أربعة سجلات متتالية. وتقرر كل شركة مصنّعة بنفسها ما إذا كانت الكلمة الأعلى تأتي أولًا. وإذا أعطى النظام قيمًا غير منطقية، فغالبًا ما يكون ترتيب البايتات أو الكلمات معكوسًا.
ويختلف أيضًا ترقيم العناوين: بعض الأدلة تبدأ العد من 0 وبعضها من 1. فإذا كانت القيمة مزاحة بسجل واحد بالضبط، فهذا هو السبب في أغلب الأحيان.
متى يناسب Modbus RTU عبر RS485؟
يناسب Modbus RTU عندما تستعلم وحدة تحكم أو مسجّل بيانات مباشرة عن عدادات في لوحة التوزيع نفسها أو المبنى نفسه، ولا تصل أي شبكة إلى العدادات. أما مع عدد كبير من العدادات في عدة مبانٍ أو عدة أنظمة مستهدفة، فتصبح البوابة مجدية. وتجدون المقارنة مع النسخة الشبكية في المقال Modbus TCP أم Modbus RTU؟ وفي الصفحة ما هو Modbus TCP؟.
RS485 وModbus RTU مع أجهزة EMU
يعمل عداد الكهرباء RS485 من طراز EMU Professional II ببروتوكول Modbus RTU، بإصدار EMU Professional II 3/100 للتوصيل المباشر حتى 100 A أو بإصدار 3/5 للتوصيل عبر محوّلات التيار.
يمتلك EMU M-Center منفذَي RS485، ويقرأ حتى 64 جهاز Modbus RTU، ويمرّر القيم عبر BACnet IP أو MQTT.