الاتصال · سلكي

RS-485 و Modbus RTU

عندما يلزم توصيل العدادات مباشرةً بوحدة تحكم أو بوابة (gateway) أو نظام أتمتة مبانٍ، فإن RS-485 مع Modbus RTU هو المسار الأكثر مباشرة. ويتوفر كلٌّ من H2O و DELTA III بهذه الواجهة.

آلية العمل

الخط، والإنهاء، والطلب والاستجابة

M-Bus‫سلكي‬RS-485 · Modbus RTU‫سلكي‬LoRa‫لاسلكي، 868 MHz‬EMU M-Center‫وحدة M-Bus الرئيسية‬Helvatron H2O‫عنوان ثانوي 2401 0001‬DELTA III‫عنوان ثانوي 2401 0002‬Helvatron H2O‫عنوان ثانوي 2401 0003‬‫نحو 40 V · سلكان‬‫الاختيار بالعنوان الثانوي‬‫الرد بتعديل التيار‬‫وحدة Modbus الرئيسية‬‫بوابة أو وحدة تحكم‬Helvatron H2O‫العنوان 1‬DELTA III‫العنوان 2‬Helvatron H2O‫العنوان 3‬120 Ω120 Ω‫A/B زوج مجدول + GND‬‫طلب: العنوان 2 · FC 03‬‫الرد مع CRC-16‬‫التطبيق‬‫مثل Joulio-Web أو نظام التحكم‬‫خادم الشبكة‬‫بوابة‬‫بوابة‬Helvatron H2OLoRaDELTA IIILoRa‫وصلة صاعدة 868 MHz‬‫الانضمام عبر OTAA‬‫يعتمد المدى على المبنى والموقع‬
  1. M-Bus: كابل واحد وعدادات كثيرةتغذي الوحدة الرئيسية الخط ثنائي الأسلاك بجهد يبلغ نحو 40 V. وتُوصَل جميع العدادات على التوازي، ولا تهم القطبية.
  2. M-Bus: القراءةتختار الوحدة الرئيسية عدادًا عبر عنوانه الثانوي. ولا يرد إلا ذلك العداد، وذلك بتعديل التيار الذي يستهلكه.
  3. RS-485: خط مع مقاومات إنهاءيمتد زوج أسلاك مجدول A/B كخط من جهاز إلى جهاز، مع مقاومة 120 Ω عند الطرفين. وRS-485 هي الواجهة الفيزيائية.
  4. Modbus RTU: طلب وردطبقة البروتوكول: تستعلم الوحدة الرئيسية عن عنوان تابع (من 1 إلى 247) برمز وظيفة، ويرد العداد مع مجموع اختباري CRC-16.
  5. LoRa: إرسال لاسلكي إلى البوابةيرسل العداد رسائل صاعدة قصيرة على 868 MHz. وتستقبلها كل بوابة ضمن المدى، دون الحاجة إلى كابل حتى نقطة القياس.
  6. LoRa: الخادم والتطبيقتمرّر البوابات البيانات إلى خادم الشبكة، الذي يمرّرها بدوره إلى التطبيق. ويحدّ المدى وفاصل الإرسال من حجم البيانات ومدى حداثتها.
رسم مبسط. المعرّفات والعناوين أمثلة.

ما هو RS-485، وما هو Modbus RTU؟

RS-485 يحدد الطبقة الكهربائية فقط: تُنقل البيانات على شكل فرق جهد بين سلكين مجدولين، A و B. وهذا يجعل الخط مقاوماً للتداخل ويتيح مسافات طويلة. ولا يحدد RS-485 أي بروتوكول.

Modbus RTU هو البروتوكول الذي يعمل فوقه. يستعلم جهاز رئيسي (master)، مثل بوابة أو وحدة تحكم، من الأجهزة التابعة (slaves) بالتتابع. ولكل عداد عنوان جهاز تابع من 1 إلى 247. وتحتوي الاستجابة على السجلات المطلوبة ومجموع تحقق CRC-16. وتُفصل البرقيات بفاصل زمني لا يقل عن 3.5 من زمن الحرف.

الطوبولوجيا والإنهاء

يُمدّ RS-485 على شكل خط، من جهاز إلى آخر، مع إبقاء التفرعات أقصر ما يمكن. وتُركَّب مقاومة إنهاء بقيمة 120 Ω عند كل طرف من طرفي الخط. ويُعدّ غياب مقاومات الإنهاء أو وجود مقاومات زائدة السبب الأكثر شيوعاً لأخطاء النقل. ويحسّن موصل مرجعي مشترك (GND) وغلاف حجب (screen) مناعة الخط ضد التشويش.

رموز الوظائف المعتادة

تُقرأ العدادات عادةً باستخدام رمز الوظيفة 03 (read holding registers) أو 04 (read input registers). وتحدد قائمة السجلات الخاصة بكل عداد القيم المخزّنة في كل سجل.

قائمة التحقق للتشغيل الأولي

  • اضبطوا جميع الأجهزة على معدل النقل والتكافؤ (parity) نفسيهما
  • استخدموا كل عنوان جهاز تابع مرة واحدة فقط
  • 120 Ω عند الطرفين، وليس بينهما
  • وصّلوا A و B بالطريقة نفسها على امتداد الخط
  • سلّموا قائمة السجلات إلى مُكامل الأنظمة (system integrator)

قائمة السجلات لعدادَي H2O و DELTA III متاحة عند الطلب عبر نموذج التواصل.

تصميم المنظومة

ثلاثة مسارات نموذجية إلى أتمتة المباني

مباشرةً إلى وحدة التحكم

تكون وحدة التحكم أو وحدة DDC هي جهاز Modbus الرئيسي، وتقرأ العدادات بنفسها. مناسب لعدد قليل من العدادات في غرفة معدات واحدة.

عبر بوابة (gateway)

تحوّل البوابة Modbus RTU إلى Modbus TCP أو BACnet IP. ويقرأ EMU M-Center أجهزة Modbus عبر واجهتَي RS-485، ويمرّر القيم عبر Modbus TCP أو BACnet IP أو MQTT أو CSV.

مع M-Bus

يتوفر DELTA III أيضاً مزوّداً بكلٍّ من M-Bus و RS-485 (ABMM)، بحيث يخدم عداد واحد الفوترة والتحكم بالتوازي.

H2O مع RS-485

من DN15 إلى DN100 و DN150، واللاحقة ABMO، مثل WACI.20C.ABMO للقطر DN25.

أرقام قطع H2O

DELTA III مع RS-485

من DN15 إلى DN600، واللاحقة ABMO. ويمكن استبدال بطاقة الاتصال لاحقاً.

أرقام قطع DELTA III

أسئلة حول RS-485 و Modbus

هل RS-485 هو نفسه Modbus؟

لا. RS-485 هو الواجهة الكهربائية، و Modbus RTU هو البروتوكول. ويمكن تشغيل بروتوكولات أخرى أيضاً عبر RS-485.

أين تُركَّب مقاومات 120 Ω؟

عند الطرفين الفعليين لخط الناقل، وليس عند كل جهاز.

هل يمكن تحويل Modbus RTU إلى Modbus TCP؟

نعم، باستخدام بوابة. يقرأ EMU M-Center أجهزة Modbus RTU ويوفّر القيم عبر Modbus TCP و BACnet IP وغيرهما.