Komunikacja · przewodowo

RS-485 i Modbus RTU

Gdy liczniki mają być podłączone bezpośrednio do sterownika, bramki lub systemu automatyki budynkowej, RS-485 z Modbus RTU to najprostsza droga. Zarówno wodomierz H2O, jak i ciepłomierz Modbus DELTA III są dostępne z tym interfejsem.

Zasada działania

Linia, terminacja, zapytanie i odpowiedź

M-BusprzewodowoRS-485 · Modbus RTUprzewodowoLoRaradio, 868 MHzEMU M-CenterMaster M-BusHelvatron H2OAdres wtórny 2401 0001DELTA IIIAdres wtórny 2401 0002Helvatron H2OAdres wtórny 2401 0003ok. 40 V · 2 żyłyWybór po adresie wtórnymOdpowiedź przez modulację prąduMaster ModbusBramka lub sterownikHelvatron H2OAdres 1DELTA IIIAdres 2Helvatron H2OAdres 3120 Ω120 ΩA/B skręcone + GNDZapytanie: adres 2 · FC 03Odpowiedź z CRC-16Aplikacjanp. Joulio-Web, system nadrzędnySerwer sieciowyBramkaBramkaHelvatron H2OLoRaDELTA IIILoRaUplink 868 MHzDołączenie przez OTAAZasięg zależy od budynku i lokalizacji
  1. M-Bus: jeden kabel, wiele licznikówMaster zasila linię dwuprzewodową napięciem ok. 40 V. Wszystkie liczniki są połączone równolegle; biegunowość nie ma znaczenia.
  2. M-Bus: odczytMaster wybiera licznik po jego adresie wtórnym. Odpowiada tylko ten licznik, modulując pobierany prąd.
  3. RS-485: linia z terminacjąSkręcona para A/B biegnie jako linia od urządzenia do urządzenia, z rezystorem 120 Ω na obu końcach. RS-485 to interfejs fizyczny.
  4. Modbus RTU: zapytanie i odpowiedźWarstwa protokołu: master odpytuje adres slave (1–247) z kodem funkcji; licznik odpowiada z sumą kontrolną CRC-16.
  5. LoRa: radio do bramkiLicznik wysyła krótkie uplinki na 868 MHz. Odbiera je każda bramka w zasięgu, bez kabla do punktu pomiarowego.
  6. LoRa: serwer i aplikacjaBramki przekazują dane do serwera sieciowego, który przesyła je do aplikacji. Zasięg i interwał nadawania ograniczają ilość danych i ich aktualność.
Uproszczona ilustracja. Identyfikatory i adresy są przykładowe.

Czym jest RS-485, a czym Modbus RTU?

RS-485 definiuje wyłącznie warstwę elektryczną: dane są przesyłane jako różnica napięć między dwoma skręconymi przewodami A i B. Dzięki temu linia jest odporna na zakłócenia i pozwala na duże odległości. RS-485 nie definiuje protokołu.

Modbus RTU to protokół, który na nim działa. Master, np. bramka lub sterownik, kolejno odpytuje urządzenia slave. Każdy licznik ma adres slave od 1 do 247. Odpowiedź zawiera żądane rejestry i sumę kontrolną CRC-16. Telegramy są oddzielone przerwą trwającą co najmniej 3,5 czasu znaku.

Topologia i terminacja

RS-485 prowadzi się liniowo, od urządzenia do urządzenia, z możliwie krótkimi odgałęzieniami. Na każdym końcu linii montuje się rezystor terminujący 120 Ω. Brakujące lub nadmiarowe terminacje to najczęstsza przyczyna błędów transmisji. Wspólny przewód odniesienia (GND) i ekran poprawiają odporność na zakłócenia.

Typowe kody funkcji

Liczniki odczytuje się zwykle kodem funkcji 03 (read holding registers) lub 04 (read input registers). To, które wartości znajdują się w których rejestrach, określa lista rejestrów danego licznika.

Lista kontrolna uruchomienia

  • Ustawić we wszystkich urządzeniach tę samą prędkość transmisji i parzystość
  • Każdy adres slave stosować tylko raz
  • 120 Ω na obu końcach, nie pośrodku
  • A i B podłączać konsekwentnie na całej linii
  • Przekazać listę rejestrów integratorowi systemu

Lista rejestrów H2O i DELTA III jest dostępna na zapytanie przez formularz kontaktowy.

Budowa systemu

Trzy typowe drogi do automatyki budynkowej

Bezpośrednio do sterownika

Sterownik lub jednostka DDC jest masterem Modbus i sam odczytuje liczniki. Odpowiednie dla niewielkiej liczby liczników w jednym pomieszczeniu technicznym.

Przez bramkę

Bramka konwertuje Modbus RTU na Modbus TCP lub BACnet IP. EMU M-Center odczytuje urządzenia Modbus przez dwa interfejsy RS-485 i przekazuje wartości dalej przez Modbus TCP, BACnet IP, MQTT lub CSV.

W połączeniu z M-Bus

DELTA III jest dostępny także z M-Bus i RS-485 jednocześnie (ABMM), więc jeden licznik obsługuje równolegle rozliczenia i sterowanie.

Wodomierz H2O z RS-485

DN15 do DN100 oraz DN150, przyrostek ABMO, np. WACI.20C.ABMO dla DN25.

Numery katalogowe H2O

Ciepłomierz DELTA III z RS-485

DN15 do DN600, przyrostek ABMO. Kartę komunikacyjną można później wymienić.

Numery katalogowe DELTA III

Pytania o RS-485 i Modbus

Czy RS-485 to to samo co Modbus?

Nie. RS-485 to interfejs elektryczny, Modbus RTU to protokół. Przez RS-485 mogą działać także inne protokoły.

Gdzie montuje się rezystory 120 Ω?

Na dwóch fizycznych końcach linii magistrali, a nie przy każdym urządzeniu.

Czy mogę przekonwertować Modbus RTU na Modbus TCP?

Tak, za pomocą bramki. EMU M-Center odczytuje urządzenia Modbus RTU i udostępnia wartości m.in. przez Modbus TCP i BACnet IP.