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      西門子代理商-PLC伺服電機驅動變頻器代理- 東莞市一級代理商

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      2024-12-02 08:00:00
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      詳細介紹

      在工業控制、電力通信、智能儀表等領域,數據交換通常依賴于串口通信。Zui初,RS232接口是主流選擇,然而,由于工業現場的復雜性,各種電氣設備產生的電磁干擾可能導致信號傳輸錯誤。

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      1979年,施耐德電氣設計并推出了一個專為工業現場設計的總線協議,即Modbus協議。現在,許多采用RS485通信的工業場合都傾向于使用Modbus協議。在工業領域中,當涉及到RS485通信時,Modbus協議得到了廣泛應用。接下來,我們將對RS485通信和Modbus通信協議進行詳細介紹。


      一、 RS485通信

      1、在RS485之前,RS232已經問世,但RS232存在一些局限性:

      1)其接口信號電平值較高,可能損壞接口電路的芯片,且與TTL電平不兼容,需要額外的轉換電路與單片機電路連接。

      2)RS232的共地模式通信方式容易產生干擾,并且抗干擾性能較弱。

      3)其傳輸距離和速率均有限,Zui遠只能達到幾十米,且僅支持兩點之間的通信,無法實現多機聯網。

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      2、為了克服RS232的局限性,RS485等新型接口標準應運而生。RS485具有以下特點:

      1)邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2—6)V表示,邏輯“0”則以-(2—6)V表示。其接口信號電平較RS232低,更不易損壞電路芯片,且兼容TTL電平,方便與TTL電路連接。

      2)RS485通信速度快,數據Zui高傳輸速率可達10Mbps以上。其內部采用平衡驅動器和差分接收器的組合,顯著提高了抗干擾能力。

      3)其傳輸距離Zui遠可達1200米左右,但傳輸速率與傳輸距離成反比。在100KB/s以下的傳輸速率下,才能實現Zui大的通信距離。若需傳輸更遠距離,可使用中繼器。

      4)RS485支持多機通信,總線上可掛載多個收發器。根據現有RS485芯片,可掛載的設備數量有所不同,如32、64、128、256等。

      3、RS485分為兩線制和四線制。四線制僅支持點對點通信,現已較少使用。兩線制為總線式拓撲結構,同一總線上Zui多可掛接32個節點。在RS485通信網絡中,通常采用主從通信方式,即一個主機帶多個從機。

      4、在連接RS-485通信鏈路時,有時僅簡單地將各接口的“A”、“B”端用雙絞線連接,而忽略了信號地的連接。這種連接方式雖在某些場合能正常工作,但存在隱患。原因有二:

      1)共模干擾問題:RS-485接口采用差分傳輸方式,無需參照點檢測信號。但收發器有一定的共模電壓范圍(-7~+12V)。當網絡線路中的共模電壓超出此范圍時,將影響通信穩定性甚至損壞接口。

      2)EMI問題:發送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個低阻返回通道。若無此通道(信號地),信號將以輻射形式返回源端,導致總線向外輻射電磁波。

      5、由于PC機默認僅配備RS232接口,可通過以下方法實現PC上位機的RS485電路:

      1)使用RS232/RS485轉換電路將PC機串口RS232信號轉換為RS485信號。對于復雜的工業環境,建議選擇具有防浪涌和隔離功能的產品。

      2)通過PCI多串口卡,選擇輸出信號為RS485類型的擴展卡。

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      二、Modbus通信協議

      Modbus功能碼是Modbus通信協議中用于指示設備執行何種操作的一組指令代碼。它們允許主設備(通常是計算機或PLC)與從設備(例如傳感器、執行器等)進行通信,以讀取或寫入數據。

      功能碼可以大致分為位操作和字節操作兩類。位操作的Zui小單位是Bit,通常用于控制如開關狀態等單個位的操作。字節操作的Zui小單位是2個字節(Byte),常用于讀取或寫入多字節數據,如寄存器值等。

      以下是一些常見的Modbus功能碼及其描述:

      位操作指令:

      01H:讀線圈狀態(Read Coils Status)

      02H:讀離散輸入狀態(Read Discrete Inputs Status)

      05H:寫單個線圈(Write Single Coil)

      0FH:寫多個線圈(Write Multiple Coils)

      字節操作指令:

      03H:讀保持寄存器(Read Holding Registers)

      用于從從設備讀取一個或多個保持寄存器的值。保持寄存器通常用于存儲設備的參數或狀態信息。

      04H:讀輸入寄存器(Read Input Registers)

      用于從從設備讀取一個或多個輸入寄存器的值。輸入寄存器通常用于存儲從外部設備(如傳感器)讀取的數據。

      06H:寫單個保持寄存器(Write Single Holding Register)

      用于向從設備的單個保持寄存器寫入一個值。

      10H:寫多個保持寄存器(Write Multiple Holding Registers)

      用于向從設備的多個連續保持寄存器寫入值。這通常用于設置設備的參數或狀態。請注意,上述功能碼是十六進制表示,并且以“H”后綴表示。在實際通信中,這些功能碼會被轉換為二進制格式進行傳輸。

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      此外,還有其他一些功能碼,如用于診斷或特定應用的功能碼。這些功能碼的具體用法和含義可能因設備制造商而異,因此在實際應用中需要參考設備的文檔或手冊。


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