RS485和MODBUS通讯协议,每个工程师都应该掌握

RS485是一个物理接口,简单的说是硬件。

MODBUS是一种国际标准的通讯协议,用于不同厂商之间的设备交换数据(一般是工业用途);

所谓的协议也可以理解为上面所说的“语言”,或者简称为软件。在正常情况下,有两个设备通过MODBUS协议传输数据:首先使用RS232-C作为硬件接口(即普通计算机上的串行通信端口(串行端口))。也使用RS422,还有常用的RS485,该接口传输距离长,在一般工业场合使用较多。

Modbus特点

(1)标准开放,用户可以免费,可以放心地使用Modbus协议,而无需支付许可证费,并且不会侵犯知识产权。当前,有400多家支持Modbus的制造商和600多种支持Modbus的产品。

(2)Modbus可以支持各种电气接口,例如RS-232,RS-485等,也可以在双绞线,光纤,无线等各种介质上传输。

(3)Modbus的帧格式简单、紧凑,通俗易懂。用户使用容易,厂商开发简单。

RS485特点

1. RS485的电气特性:使用差分信号正逻辑,逻辑“ 1”由两根线之间的电压差表示为+(2?6)V;逻辑“ 0”由两根线之间的电压差表示为-(2?6)V表示。接口信号电平低于RS-232-C,不容易损坏接口电路芯片,并且该电平与TTL电平兼容,与TTL电路连接方便。

2. RS485的最高数据传输速率为10Mbps。

3. RS485接口是平衡驱动器和差分接收器的组合,具有增强的抗共模干扰能力,即良好的抗噪声干扰。

4.RS-485的最大通讯距离约为1219m,最大传输速率为10Mbps。传输速率与传输距离成反比。传输速率越低,传输距离越长。如果您需要传输的距离超过RS-485最大通信距离,则需要485中继器。RS-485总线通常最多支持32个节点。如果使用特殊的485芯片,则可以达到128或256个节点,最大可以支持400个节点。

MODBUS协议分为三种模式:MODBUS RTU,MODBUS ASCII和后来开发的MODBUS TCP:

前两个(MODBUS RTU,MODBUS ASCII)使用的物理硬件接口是串行通信端口(RS232,RS422,RS485)。

而MODBUS TCP就是顺应当今世界的发展趋势。任何东西都可以通过以太网或互联网连接以传输数据。因此,MODBUS TCP模式仍然是,该模式的硬件接口是以太网(Ethernet)端口,这是我们计算机上通常使用的网口。

我们将工业网络分为三类:RS485网络,HART网络和现场总线网络。

HART网络

HART是过渡总线标准。它主要将数字信号叠加在4-20 mA电流信号之上。物理层使用BELL202频移键控技术来实现某些智能电表的功能,但是该协议并不是真正的意义。开放标准,您必须加入他的基金会才能获得协议,加入基金会需要一部分费用。

如今,大部分智能仪表都配备了HART圆形卡,并且都具有HART通讯功能。但是从国内的角度来看,这部分功能尚未真正使用。最多只能用于设置手持通讯器的参数。它没有发挥HART智能仪器的功能,也没有连接到Internet进行设备监视。

从长远来看,由于HART的通信速率低和难以联网,因此HART仪器的购买将下降。但是,由于HART仪器已有十多年的历史,因此安装数量非常多。对于某些系统集成商来说说仍然有很多可用空间。

现场总线网络

现场总线技术是当今自动化领域技术发展的热点之一。在自动化领域中,它被称为计算机局域网。它的出现标志着自动化控制技术新时代的开始。

现场总线是一种数字,串行,多站通信网络,用于连接控制站点中安装的仪器和控制室中安装的控制设备。关键符号是支持双向,多节点,总线式全数字通信的能力。

近年来,现场总线技术已经成为世界自动化和仪器仪表发展的热点。它的出现是传统控制系统结构的革命性变化,自动控制系统正在朝着智能,数字化,信息化,网络化和分散化方向发展。在发展方向上,形成了一种新型的网络集成的全分布式控制系统-现场总线控制系统(FCS)。

但是,当前的现场总线标准是并行存在的,并具有各自的生存范围。它们尚未形成真正统一的标准。关键是他们看不到何时会形成统一的标准并且技术还不够成熟。另外,现场总线仪器的种类还比较少,价格也比较高。从最终用户的角度来看,他们中的大多数人仍处于观望状态,他们希望等到技术成熟后再考虑,现在几乎没有实现方案。

RS485网络

RS485/MODBUS是一种流行的网络布局方式。它的特点是实施简单方便,并且有很多仪器支持RS485,特别是在石油工业中。RS485/MODBUS独霸世界。如今,仪器供应商也已经知道支持RS485/MODBUS的原因非常简单。购买原始HART仪器的转换端口非常困难且昂贵。RS485的转换端口便宜得多,并且种类繁多。至少在低端市场,RS485/MODBUS仍将是最重要的联网方法,并且在过去的两到三年中不会改变。

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