Што такое пратакол RS485/ModBus-RTU?

Інтэрфейс сувязі RS485 — гэта шырока выкарыстоўваны стандарт у галінепрамысловыі камерцыйная электроніка для паслядоўнай сувязі. Ён быў распрацаваны для ліквідацыі абмежаванняў папярэдніх стандартаў паслядоўнай сувязі і забеспячэння надзейнай перадачы дадзеных на вялікія адлегласці і ў больш складаных умовах.

• Электрычная сігналізацыя
  • RS485 выкарыстоўвае дыферэнцыяльную сігналізацыю. Замест аднаго правада для перадачы дадзеных, як у некаторых іншых паслядоўных інтэрфейсах (напрыклад, RS232), ён мае два правады, звычайна пазначаныя як A і B. Розніца напружання паміж гэтымі двума правадамі прадстаўляе дадзеныя. Дадатная розніца напружання паміж правадамі A і B (напрыклад, A – B > 0,2 В) вызначаецца як лагічная 1, а адмоўная розніца напружання (A – B < –0,2 В) прадстаўляе лагічны 0. Гэты метад дыферэнцыяльнай сігналізацыі забяспечвае выдатную перашкодаўстойлівасць. У шумных прамысловых асяроддзях, дзе распаўсюджаныя электрычныя перашкоды, розніца напружання паміж двума правадамі менш схільная да ўплыву знешніх шумоў у параўнанні з аднабаковай сігнальнай сістэмай.
• Магчымасць некалькіх падзенняў
  • Адной з найбольш значных асаблівасцей RS485 з'яўляецца яго шматканальная функцыянальнасць. Адна шына RS485 можа падтрымліваць да 32 вузлоў (прылад). Некаторыя перадавыя прыёмаперадатчыкі RS485 могуць апрацоўваць нават больш вузлоў, у некаторых выпадках да 256. Гэта дазваляе падключаць некалькі прылад, такіх як датчыкі, прывады і кантролеры, да адной камунікацыйнай шыны. Напрыклад, у сістэме аўтаматызацыі будынкаў шматлікія датчыкі тэмпературы, датчыкі вільготнасці і кантролеры асвятлення могуць быць падключаны да адной шыны RS485, што змяншае складанасць кабеляў і праектавання сістэмы.
• Адлегласць перадачы
  • RS485можа дасягаць адносна вялікіх адлегласцей перадачы. У ідэальных умовах, з хуткасцю перадачы дадзеных да 9600 біт/с, ён можа перадаваць дадзеныя на адлегласці да 1200 метраў. Па меры павелічэння хуткасці перадачы дадзеных максімальная адлегласць перадачы памяншаецца. Напрыклад, пры хуткасці перадачы дадзеных 1 Мбіт/с максімальная адлегласць звычайна складае каля 100 метраў. Гэтая здольнасць перадаваць дадзеныя на вялікія адлегласці робіць яго прыдатным для прымянення, дзе прылады размеркаваны па вялікай плошчы, напрыклад, на прамысловых прадпрыемствах, у разумных сетках і сістэмах бяспекі.

• Паўдуплексны рэжым працы
  • RS485 — гэта ў асноўным паўдуплексны інтэрфейс сувязі. Гэта азначае, што дадзеныя могуць перадавацца ў любым кірунку, але не адначасова. Толькі адна прылада на шыне можа перадаваць дадзеныя ў пэўны момант часу, у той час як іншыя прылады знаходзяцца ў рэжыме прыёму. Для кіравання гэтым неабходны механізм кантролю таго, якая прылада мае права перадаваць. Часта гэта дасягаецца з дапамогай пратакола, дзе прыладам прысвойваюцца адрасы. Напрыклад, у пратаколе Modbus RTU (Remote Terminal Unit), які звычайна выкарыстоўваецца з RS485, галоўная прылада апытвае падпарадкаваныя прылады, адпраўляючы запыты з канкрэтным адрасам мэтавай падпарадкаванай прылады. Затым адрасаваная падпарадкаваная прылада адказвае, і на працягу гэтага часу іншыя прылады застаюцца ў рэжыме прыёму.
• Сумяшчальнасць пратаколаў
  • RS485Сам па сабе RS485 не з'яўляецца пратаколам, але забяспечвае фізічны ўзровень для розных камунікацыйных пратаколаў. Акрамя Modbus RTU, іншыя пратаколы, такія як Profibus-DP (Process Field Bus - Decentralized Periphery), таксама выкарыстоўваюць RS485 у якасці фізічнага інтэрфейсу. Гэтыя пратаколы вызначаюць, як дадзеныя апрацоўваюцца, адрасуюцца і правяраюцца на памылкі. Напрыклад, Modbus RTU выкарыстоўвае фармат кадра фіксаванай даўжыні са стартавымі і стоп-бітамі, а таксама ўключае код цыклічнай праверкі надмернасці (CRC) у канцы кожнага кадра для выяўлення памылак перадачы. Гэтая сумяшчальнасць з некалькімі пратаколамі робіць RS485 вельмі універсальным і прыдатным у розных прамысловых і камерцыйных сістэмах.

• Прамысловая аўтаматызацыя
  • У прамысловых умовах RS485 выкарыстоўваецца для падключэння праграмуемых лагічных кантролераў (ПЛК), інтэрфейсаў чалавек-машына (HMI), датчыкаў і прывадаў. Напрыклад, на вытворчым заводзе ПЛК могуць мець зносіны з некалькімі датчыкамі (напрыклад, датчыкамі блізкасці, датчыкамі ціску) і прывадамі (напрыклад, рухавікамі, клапанамі) праз сетку RS485. Гэта дазваляе цэнтралізавана кіраваць і маніторынгаваць вытворчы працэс, забяспечваючы эфектыўную працу і хуткае рэагаванне на любыя змены або няспраўнасці.
• Сістэмы кіравання будынкамі
  • RS485 адыгрывае вырашальную ролю ў сістэмах кіравання будынкамі. Ён выкарыстоўваецца для падключэння розных прылад аўтаматызацыі будынкаў, такіх як сістэмы ацяплення, вентыляцыі і кандыцыянавання паветра (HVAC), сістэмы кіравання асвятленнем і сістэмы бяспекі. Напрыклад, цэнтральны кантролер кіравання будынкам можа мець зносіны з некалькімі блокамі HVAC праз RS485 для рэгулявання тэмпературы, вільготнасці і патоку паветра ў залежнасці ад запаўняльнасці будынка і ўмоў навакольнага асяроддзя.
• Разумная сетка і кіраванне энергіяй
  • У кантэксце разумных сетак RS485 выкарыстоўваецца для падключэння разумных лічыльнікаў, прылад маніторынгу энергіі і абсталявання для размеркавання электраэнергіі. Разумныя лічыльнікі могуць перадаваць дадзеныя аб спажыванні электраэнергіі ў цэнтральны пункт збору дадзеных праз RS485. Затым гэтыя дадзеныя выкарыстоўваюцца для выстаўлення рахункаў, кіравання нагрузкай і аптымізацыі сеткі. Акрамя таго, RS485 можа быць выкарыстаны для кіравання і маніторынгу прылад карэкцыі каэфіцыента магутнасці і іншага абсталявання ў размеркавальнай сетцы электраэнергіі.