Šta je RS-485 mreža?

Standardni RS-485 omogućava da do 32 uređaja (ED-ovi 485 proizvodi rade do 256 uređaja) komunicira u polu-dupleks ili dupleks režimu preko jednog ili dva para provodnika (parica), plus uzemljenje(koje nije uvek neophodno) na rastojanjima od 1200+ metara. Domet se može povećati korišćenjem ripitera. ED proizvodi RS-485 ripitere, pod nazivom RS-485 Ripiter.

Kako radi RS-485 hardver

Podaci se šalju diferencijalno preko para upredenih provodnika ("upredene parice"). Osobine diferencijalnih signala omogućavaju visok imunitet na šum i komunikaciju na velikim rastojanjima. Mreža RS-485 može biti dvožična ili četvorožična.

U dvožičnim mrežama i predajnik i prijemnik svakog uređaja su povezani na istu upredenu paricu. Četvoržične mreže(duplex) imaju jedan glavni (master) uređaj čiji je predajnik povezan preko jedne upredene parice na prijemnike svih ostalih (slave) uređaja. Oni svoje predajnike preko druge upredene parice povezuju na prijemnik glavnog uređaja. U oba slučaja je potrebno da softver proziva adrese uređaja kako bi se sa svakim od njih ostvarila zasebna komunikacija.

U RS-485 mreži samo jedan uređaj može da ima aktivan predajnik u jednom trenutku, dok ostali predajnici u mreži moraju da budu u stanju visoke impedanse dok ne budu u upotrebi. U drugim slučajevima RS-485 softver mora da koristi kontrolne linije da upravlja predajnikom (ED uređaji imaju mogućnost automatskog upravljanja predajnikom ili preko RTS linije).

Posledica postavljanja predajnika u stanje visoke impedanse je kašnjenje između završetka slanja podataka i postavljanja predajnika u visoku impedansu. Ovo je važno za dvožične mreže, jer za to vreme ne sme biti slanja podataka od strane nekog drugog uređaja (što nije slučaj u četvorožičnim mrežama). Idealna dužina kašnjenja je za veličinu jednog karaktera na trenutnoj brzini komunikacije (npr. 1ms na 9600 baud-a). Ovo kašnjenje je u okviru specifikacija koje su zahtevane za Modbus protokol.

Dvožična ili četvorožična komunikacija

Dvožična 485 mreža pored niže cene ima prednost što bilo koja dva uređaja mogu da komuniciraju između sebe direktno. Loša strana je ograničenje na polu-dupleks i zahtev za preciznim kašnjenjem prilikom isključenja predajnika. Četvorožična mreža omogućava puni dupleks, ali je ograničena na master – slave situaciju (npr. master zahteva podatke od svakog slave uređaja posebno). Slave uređaji ne mogu da komuniciraju međusobno. Obratiti pažnju prilikom nabavke kabla da dvožična mreža može da zahteva trožilni kabl (dodatni provodnik za masu), a za četvorožičnu mrežu će možda biti potreban petožilni kabl (4+masa).

Kod dvožične komunikacije je moguće koristiti i četvorožilni kabl kako bi se preko dodatne parice prenosilo napajanje za RS-485 uređaje.

Kako radi softver?

Softver za 485 kontroliše adresiranje i vodi računa o kašnjenju, a može čak i da isključi predajnik. Kašnjenje i isključenje drajvera su najčešće kontrolisani hardverski, ali je omogućeno da se kratkospojnicima aktivira softverska kontrola. Proveriti uputstvo za svaki uređaj. Treba obratiti pažnju da će preveliko ili premalo vreme kašnjenja prouzrokovati komunikacione probleme, a da je kašnjenje zavisno od brzine prenosa pa je najbolje koristiti hardversku kontrolu.

Kod USB uređaja, upravljanje predajnikom je automatsko, jer se podaci prenose preko USB komunikacione linije u bafer memoriju USB-485 uređaja, tako da sam uređaj "zna" kada je poslat poslednji podatak i odmah nakon toga isključuje predajnik.

Povezivanje više uređaja u 485 mrežu

Saveti: EIA RS-485 specifikacije označavaju priključke za prenos podataka sa A i B, ali mnogi proizvođači ih označavaju sa + i -. Kako različiti proizvođači oznake A i B koriste na različite načine treba probati koji je ispravan način povezivanja. ED označava + sa A, a - sa B. Obrnuto povezivanje neće oštetiti RS-485 uređaj, ali komunikacija neće biti uspostavljena. Inače, u našem slučaju povezivanje je jednostavno: uvek povežite A na A i B na B.

Diferencijalni signal ne zahteva masu za komunikaciju, ali ona često ima veoma važnu svrhu. Na razdaljinama od nekoliko kilometara, može doći do razlike između potencijala masa. RS-485 mreža komunicira sa naponima od -7 do +12 Volti i ukoliko je razlika potencijala veća od toga, komunikacija će biti otežana ili nemoguća, a može doći i do oštećenja uređaja. Linija za masu omogućava da se izjednači potencijal masa, tako što se mase oba uređaja povežu direktno provodnikom. Ukoliko je međutim, razlika potencijala prevelika, potrebna su druga rešenja. Jedno od najboljih je galvanska izolacija uređaja na obe strane. RS-485 komponente koje proizvodi Electronic Design bez izuzetka imaju ugrađenu galvansku izolaciju.

Modbus protokol

Modbus (modbas) protokol je industrijski protokol za komunikaciju koji koristi RS-485 kao svoju fizičku osnovu. Ovaj protokol omogućava da se kontroliše veliki broj ulaza i izlaza u okviru uređaja, ali što je još važnije, da se definiše veliki broj 16-bitnih registara kojima može da se pristupi preko protokola. Ovo dozvoljava proizvođaču opreme da definiše funkcionalnost svakog registra, a korisniku znatno olakšava komunikaciju. Modbus je definisan kao master - slave način komunikacije, gde je računar ili PLC master, a u mreži može biti veći broj slave uređaja. Postoje dva načina komunikacije - ASCII, koji prenosi podatke, kao što mu i naziv kaže, preko ASCII koda i RTU koji podatke prenosi binarno.

Modbus omogućava adresiranje uređaja adresama od 1 do 247 i obezbeđuje kontrolu ispravnosti komunikacije putem CRC16 algoritma. Danas u svetu postoji veliki broj uređaja koji koriste modbus za komunikaciju, kako preko RS-485, tako i preko TCP/IP, pošto je poslednjih godina definisan i "Modbus over IP".