در زمینه کنترل صنعتی ، ارتباط برق برقی ، متر هوشمند و غیره ، از ارتباطات سریال معمولاً برای تبادل داده استفاده می شود. روش اولیه مورد استفاده رابط RS232 است ، به دلیل پیچیدگی سایت صنعتی ، انواع تجهیزات الکتریکی تداخل الکترومغناطیسی بیشتری در محیط ایجاد می کنند که می تواند منجر به خطاهای انتقال سیگنال شود.
در سال 1979 ، اشنایدر الکتریک پروتکل اتوبوس را برای پروتکل Modbus در زمینه صنعتی ، که اکنون در موارد ارتباطی RS485 صنعتی استفاده می شود ، تهیه کرد ، بسیاری از آنها از پروتکل Modbus استفاده می کنند ، بنابراین امروز ما به درک ارتباطات ارتباطی RS485 و پروتکل ارتباطی Modbus می پردازیم.
اول ، معرفی Rs485
در موارد کنترل صنعتی ، اتوبوس RS485 به دلیل رابط کاربری ساده ، شبکه آسان ، فاصله انتقال و سایر خصوصیات به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
RS485 و RS232 بر اساس همان رابط ارتباطی سریال است ، عملکرد ارسال و دریافت داده ها یکسان است ، بنابراین استفاده از همان درایور زیرین است. اما آنها در استفاده واقعی از حالت ارتباطات تفاوت زیادی دارند ، رابط RS485 برای حالت ارتباطات داده نیمه دوپلکس ، در حالی که رابط RS232 برای حالت ارتباطات داده های کامل دوپلکس ، داده ها نمی توانند در همان زمان ارسال و دریافت شوند ، به منظور اطمینان از داده های ارسال شده و دریافت شده بدون درگیری ، سخت افزار از طریق جهت تعویض برای دستیابی به آن است که به صورت جدایی نیز نیاز دارد و همچنین می تواند نرم افزار را دریافت کند.
رابط RS485 متشکل از شبکه نیمه دوپلکس ، به طور کلی سیستم دو سیم (که قبلاً چهار سیم اتصال بود ، فقط می تواند ارتباطات نقطه به نقطه ، که اکنون به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد) ، انتقال کابل جفت پیچ خورده بیشتر را تحقق بخشد. این سیم کشی برای توپولوژی اتوبوس در همان اتوبوس می تواند به حداکثر 32 گره وصل شود. در شبکه ارتباطی RS485 به طور کلی در حالت ارتباطی Master-Slave استفاده می شود ، یعنی میزبان با بیش از یک برده.
ویژگی های RS485:
ویژگی های الکتریکی RS485: منطق "{1}}" به تفاوت ولتاژ بین دو خط برای + (2-6) v گفت ؛ منطق "1" به تفاوت ولتاژ بین دو خط برای - ({6}}}) گفت. منطق "1" با اختلاف ولتاژ -({9 {9}}) بین دو خط نشان داده شده است. سطح سیگنال رابط پایین تر از RS232 است ، آسیب رساندن به تراشه مدار رابط کار آسانی نیست و سطح با سطح TTL سازگار است ، می تواند به راحتی با مدار TTL در ارتباط باشد.
حداکثر نرخ انتقال داده Rs485 10Mbps است.
رابط RS485 استفاده از ترکیبی متعادل درایور و گیرنده دیفرانسیل ، توانایی تداخل ضد متداول در تقویت ، یعنی تداخل ضد نویز خوب است.
حداکثر فاصله انتقال رابط RS485 به 4000 پا (حدود 1219 متر) استاندارد شده است و در واقع می تواند به 3000 پا برسد. علاوه بر این ، رابط RS232 اجازه می دهد تا فقط 1 فرستنده گیرنده به اتوبوس ، یعنی قابلیت تک ایستگاه متصل شود. رابط RS485 در اتوبوس مجاز به اتصال حداکثر 128 فرستنده است. یعنی با قابلیت چند ایستگاه ، به طوری که کاربران می توانند از یک رابط RS485 واحد استفاده کنند تا به راحتی شبکه ای از دستگاه ها را ایجاد کنند.
دوم ، مقدمه Modbus
مودبوس در سال 1979 توسط مودیکون (اکنون برند اشنایدر برقی) اختراع شد و اولین پروتکل واقعی اتوبوس در جهان برای سایت های صنعتی است.
Network Modbus یک سیستم ارتباطی صنعتی است ، کنترل کننده های قابل برنامه ریزی و رایانه هایی با پایانه های هوشمند از طریق خطوط اختصاصی یا بومی سازی شده متصل می شوند. ساختار سیستم شامل سخت افزار و نرم افزار است. این می تواند برای انواع برنامه های دستیابی به داده ها و برنامه های نظارت بر فرآیند استفاده شود.
ویژگی های Modbus:
استاندارد ، باز ، کاربران می توانند از پروتکل Modbus به صورت رایگان استفاده کنند ، مطمئن باشید که نیازی به پرداخت هزینه مجوز نیست و به حقوق مالکیت معنوی نقض نمی کند. در حال حاضر ، بیش از 400 تولید کننده پشتیبانی مودبوس و بیش از 600 محصول پشتیبانی از Modbus وجود دارد.
Modbus می تواند انواع رابط های الکتریکی مانند RS -232 ، RS {1}} و غیره را پشتیبانی کند ، و همچنین می تواند از طریق رسانه های مختلفی مانند جفت پیچ خورده ، فیبر نوری و بی سیم منتقل شود.
قالب فریم Modbus ساده ، جمع و جور و آسان برای درک است. استفاده از کاربران برای تولید کنندگان آسان است و توسعه آن ساده است.
روش انتقال ارتباطات Modbus:
انتقال ارتباطات به عنوان اطلاعات مستقل و داده های رمزگذاری شده ارسال می شود. تعاریف زیر از روشهای انتقال ارتباطات نیز با پروتکل ارتباطی ModbusRtu سازگار است:
ساختار اولیه=بزرگتر از یا مساوی 4 بایت زمان
کد آدرس=1 بایت
کد عملکرد=1 بایت
منطقه داده=n بایت
خطای بررسی=16- کد CRC
ساختار پایان=بزرگتر از یا مساوی 4 بایت زمان
کد آدرس:کد آدرس اولین بایت انتقال ارتباطات است. این بایت نشان می دهد که برده با کد آدرس تعیین شده توسط کاربر اطلاعات ارسال شده توسط استاد را دریافت می کند. هر برده دارای یک کد آدرس منحصر به فرد است و پاسخ برگشت با کد آدرس مربوطه شروع می شود. کد آدرس ارسال شده توسط استاد نشانگر آدرس برده ای است که پیام به آن ارسال می شود و کد آدرس ارسال شده توسط برده نشانگر آدرس برده ای است که پیام به آن بازگردانده می شود.
کد عملکرد:بایت دوم انتقال ارتباطات پروتکل ارتباطی Modbus اعداد عملکرد را از 1 به 127 تعریف می کند. ابزار فقط از برخی از این کدهای عملکرد استفاده می کند. به عنوان درخواست میزبان ، کد عملکرد به برده می گوید چه اقدامی را انجام می دهد. به عنوان پاسخ برده ، کد عملکرد ارسال شده توسط برده همان چیزی است که از میزبان ارسال می شود و نشان می دهد که برده برای انجام یک عمل به میزبان پاسخ داده است. اگر بالاترین بیت کد عملکرد ارسال شده توسط برده 1 باشد (به عنوان مثال ، کد عملکرد همزمان با بزرگ بودن کد عملکرد 127 است) ، نشان می دهد که برده به عملیات پاسخ نداده است یا خطایی ارسال کرده است.
حوزه داده ها:منطقه داده با توجه به کدهای عملکرد مختلف متفاوت است. منطقه داده می تواند یک مقدار واقعی ، یک نقطه تعیین شده ، آدرس ارسال شده از میزبان به برده یا از برده به میزبان باشد.
کد CRC:کد تشخیص خطای دو بایت.
سوم ، تفاوت بین Rs485 و Modbus
RS485 یک رابط فیزیکی است ، به سادگی ، سخت افزار.
Modbus یک پروتکل ارتباطی استاندارد بین المللی برای تبادل داده ها بین تولید کنندگان مختلف تجهیزات (به طور کلی استفاده صنعتی) است. به اصطلاح پروتکل ، که می تواند به عنوان موارد فوق نیز درک شود ، شخصی گفت: "زبان" ، به سادگی ، نرم افزار.
به طور کلی ، دو دستگاه از طریق پروتکل Modbus برای انتقال داده ها:
اولین مورد استفاده از RS232C به عنوان رابط سخت افزار ، (یعنی پورت ارتباطات سریال رایانه معمولی (درگاه سریال)) است. همچنین RS422 مفید ، همچنین معمولاً از RS485 استفاده می شود ، این فاصله انتقال رابط ، به طور کلی ، میدان صنعتی با موارد دیگر.
پروتکل Modbus به Modbus RTU ، Modbus ASCII و توسعه بعدی Modbus TCP سه حالت تقسیم می شود: دو مورد اول (Modbus RTU ، Modbus ASCII) که در رابط سخت افزار فیزیکی مورد استفاده قرار می گیرند ، درگاه ارتباطی سریال (سریال) (RS232 ، RS422 ، RS485) هستند.
Modbus TCP برای رعایت روند توسعه جهانی امروز ، آنچه می تواند از شبکه اترنت یا اینترنت برای اتصال و انتقال داده ها استفاده شود ، مطابقت دارد. بنابراین و حالت Modbus TCP ، حالت رابط سخت افزار درگاه اترنت (اترنت) است ، یعنی رایانه های ما به طور کلی در پورت شبکه استفاده می شوند.