Modbus和RS-485的組合使用，你需要知道這些！

在工業(yè)現(xiàn)場，Modbus設(shè)備與RS485的搭配無疑成為了自動(dòng)化和通信領(lǐng)域的黃金搭檔，兩者相輔相成，成為業(yè)界公認(rèn)的經(jīng)典組合。這一“黃金組合”不僅廣泛普及，而且相互強(qiáng)化，共同構(gòu)筑了一個(gè)可靠、穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的通信解決方案，為工業(yè)自動(dòng)化帶來了顯著的便利和可靠性。

RS485（Recommended Standard 485）

RS485是一種差分信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，用于在多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。它支持多主多從的通信模式，最多可以連接128個(gè)節(jié)點(diǎn)（可以使用中繼器擴(kuò)展到更多節(jié)點(diǎn)）。

特點(diǎn)：

1.差分信號(hào)：使用兩根導(dǎo)線（A和B）傳輸信號(hào)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

2.多點(diǎn)通信：支持多主多從的通信模式，適用于分布式系統(tǒng)。

3.長距離傳輸：傳輸距離可達(dá)1200米（取決于屏蔽雙絞線和波特率）。

4.高速率：最高傳輸速率為10Mbps（取決于傳輸距離）。

5.低成本：硬件成本相對(duì)較低，適合大規(guī)模部署。

Modbus

Modbus是開放的通信協(xié)議，主要用于工業(yè)設(shè)備之間的通信。它支持兩種傳輸模式：Modbus RTU（遠(yuǎn)程終端單元）和Modbus TCP（傳輸控制協(xié)議），工業(yè)現(xiàn)場使用RTU的較多。

特點(diǎn)：

1.簡單易用：協(xié)議簡單，容易實(shí)現(xiàn)和調(diào)試。

2.廣泛應(yīng)用：支持多種設(shè)備，如PLC、變頻器、傳感器、I/O模塊等。

3.標(biāo)準(zhǔn)功能碼：定義了多種標(biāo)準(zhǔn)功能碼，如讀取寄存器、寫入寄存器、讀取線圈狀態(tài)等。

4.數(shù)據(jù)格式：支持多種數(shù)據(jù)格式，如16位寄存器、32位浮點(diǎn)數(shù)等。

5.可靠性：支持CRC校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>

RS485和Modbus的黃金組合

優(yōu)勢：

1.可靠性：RS485的差分信號(hào)傳輸和Modbus的CRC校驗(yàn)共同確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2.長距離通信：RS485支持長距離傳輸，適用于分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和控制。

3.多點(diǎn)通信：RS485的多點(diǎn)通信能力與Modbus的主從架構(gòu)相結(jié)合，支持多個(gè)設(shè)備在同一網(wǎng)絡(luò)中通信。

4.靈活性：Modbus支持多種功能碼和數(shù)據(jù)格式，適用于各種應(yīng)用場景。

5.經(jīng)濟(jì)性：RS485和Modbus的硬件和軟件成本相對(duì)較低，適合大規(guī)模部署。

實(shí)際應(yīng)用案例

方案一：以西門子S7-200SMART和三菱FX3U PLC為例，驗(yàn)證不同品牌PLC之間能否實(shí)現(xiàn)ModbusRTU協(xié)議下的無線485通訊。

主站：西門子S7-200Smart PLC

從站：三菱 FX5U PLC

通訊接口：Rs485接口

協(xié)議：Modbus RTU

方案二：基于 Modbus RTU 協(xié)議下實(shí)現(xiàn)的 1 主多從自組網(wǎng)無線通信形式，主站為威綸通觸摸屏，DTD433H 和 DTD433F 分別作為從站。DTD433H 具備輸入和輸出開關(guān)量信號(hào)功能，DTD433F 具備輸入和輸出標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA 模擬量信號(hào)功能。

主站：觸摸屏

從站：開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)

通信網(wǎng)絡(luò)：RS485

協(xié)議：Modbus RTU

總結(jié)

在實(shí)際應(yīng)用中，RS485和Modbus通常是結(jié)合使用的。RS485提供了可靠的物理層通信基礎(chǔ)，而Modbus協(xié)議則在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的有效管理和交換。例如，在一個(gè)典型的工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境中，多個(gè)設(shè)備可以通過RS485接口連接起來，并采用Modbus RTU協(xié)議進(jìn)行通信。

這種組合使用的方式允許主控制器（如PLC或PC）作為主站，通過發(fā)送包含特定功能碼的消息來讀取或?qū)懭霃恼荆ㄈ鐐鞲衅?、?zhí)行器）的數(shù)據(jù)寄存器。從站設(shè)備則根據(jù)接收到的消息內(nèi)容做出響應(yīng)。

雖然RS485和Modbus分別關(guān)注于物理層和應(yīng)用層的不同方面，但它們之間存在著緊密的聯(lián)系。通過將兩者有效地結(jié)合起來，可以構(gòu)建出穩(wěn)定、可靠的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。

審核編輯 黃宇