RS485, Modbus RTU, ที่อยู่อุปกรณ์, รีจิสเตอร์ และ CRC: คู่มือการสื่อสารเซ็นเซอร์ฉบับสมบูรณ์

ปัญหาบูรณาการหลายอย่างไม่ได้เกิดขึ้น "มีสาย "แต่มีส่วนผสมของ RS485, Modbus RTU ที่อยู่อุปกรณ์และการลงทะเบียน เมื่อเลเยอร์เหล่านี้ถูกแยกออกจากกัน PLC, RTU, เกตเวย์ และการดีบักคอมพิวเตอร์จะมีความชัดเจนมากขึ้น

ก่อนอื่นควรชี้แจงแนวคิดทั้งสี่ประการ

RS485 เป็นมาตรฐานอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าสำหรับการสื่อสารแบบอนุกรมที่ระบุวิธีการส่งสัญญาณส่วนต่างบนสาย A/B ทั้งสองสาย โดยกล่าวถึง “วิธีการส่งสัญญาณไฟฟ้าที่เชื่อถือได้” และไม่ได้กำหนดตำแหน่งข้อมูลอุณหภูมิ ความชื้น หรือความเร็วลม

Modbus RTU เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมทั่วไป ที่อยู่อุปกรณ์ (Slave ID) ใช้เพื่อแยกแยะอุปกรณ์ต่างๆ บนบัสเดียวกัน รหัสฟังก์ชันจะกำหนดการดำเนินการอ่านหรือเขียน และที่อยู่การลงทะเบียนจะบอกอุปกรณ์หลักว่าค่าการวัดค่าใดถูกจัดเก็บไว้ที่ไหน CRC คือรหัสตรวจสอบที่ท้ายข้อความ ซึ่งใช้ในการตรวจสอบว่ามีข้อผิดพลาดในกระบวนการส่งข้อมูลหรือไม่

เกิดอะไรขึ้นกับการอ่านแบบปกติ

• อุปกรณ์หลักจะเปิดพอร์ตอนุกรมตามอัตราบอดที่ตั้งไว้ บิตข้อมูล บิตหยุด และโหมดพาริตี
• ส่งเฟรมแบบสอบถาม Modbus ไปยัง Slave ID ที่ระบุ
• เซ็นเซอร์จะดึงค่าที่วัดได้ในรีจิสเตอร์ที่เกี่ยวข้องและส่งคืน
• อุปกรณ์หลักจะแปลงค่าดั้งเดิมเป็นหน่วยทางวิศวกรรมตามประเภทข้อมูล กำลังขยาย และตำแหน่งทศนิยม

ดังนั้น “ความสามารถในการรับข้อความ” และ “การแยกวิเคราะห์ข้อมูลอย่างถูกต้อง” จึงเป็นสองขั้นตอนที่แตกต่างกัน สามารถรับการตอบสนองของ Modbus ที่ถูกต้องได้ อย่างน้อยก็บ่งชี้ว่าแหล่งจ่ายไฟ สายไฟ และลิงก์การสื่อสารพื้นฐานใช้งานได้โดยทั่วไป หากค่าผิดปกติ ควรตรวจสอบลำดับการลงทะเบียน การขยาย ลำดับไบต์ และประเภทข้อมูลจะเหมาะสมกว่า

แนวปฏิบัติเมื่อรวมเซ็นเซอร์ NiuBoL

เซ็นเซอร์คุณภาพดิน อุตุนิยมวิทยา และน้ำ NiuBoL จำนวนมากใช้ RS485/Modbus RTU ในทางวิศวกรรมจริง โดยปกติแล้วจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการเชื่อมต่อตัวแปลง USB-RS485 เข้ากับคอมพิวเตอร์โดยตรงเพื่อตรวจสอบข้อความต้นฉบับ จากนั้นเชื่อมต่อกับเกตเวย์ PLC, RTU หรือ IoT มากกว่าการแก้ไขปัญหาโดยตรงบนแพลตฟอร์มคลาวด์

เมื่อคุณต้องการดูตัวอย่างการลงทะเบียนและการสื่อสารที่เฉพาะเจาะจง คุณสามารถเริ่มจากหน้ารุ่นที่เกี่ยวข้องและคำแนะนำของเซ็นเซอร์ดิน NiuBoL RS485, เซ็นเซอร์สภาพอากาศอัลตราโซนิก NBL-W-71GUWS 7-in-1 เป็นต้น

ผิดพลาดได้ง่ายที่สุด

• ถือว่า RS485 เป็นชื่อโปรโตคอลและตรวจสอบเฉพาะอินเทอร์เฟซโดยไม่สนใจตารางการลงทะเบียน Modbus
• อุปกรณ์หลายเครื่องใช้ Slave ID เดียวกัน ทำให้เกิดความขัดแย้งในการสื่อสาร
• สำรวจด้วยที่อยู่เก่าหลังจากแก้ไขที่อยู่อุปกรณ์
• คำสั่งถูกคัดลอกโดยไม่ต้องคำนวณ CRC ใหม่ตามที่อยู่หรือความยาวใหม่
• จำนวนรีจิสเตอร์ที่อ่านไม่ถูกต้อง เช่น เซ็นเซอร์สามพารามิเตอร์อ่านได้เพียงสองรีจิสเตอร์

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: RS485 และ Modbus RTU เป็นสิ่งเดียวกันหรือไม่

A1: ไม่ใช่ RS485 เป็นอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้า และ Modbus RTU เป็นโปรโตคอลการสื่อสาร อุปกรณ์สามารถใช้อินเทอร์เฟซ RS485 และเรียกใช้ Modbus RTU หรือเรียกใช้โปรโตคอลอนุกรมอื่นๆ ก็ได้

คำถามที่ 2: Slave ID เหมือนกับที่อยู่ของอุปกรณ์หรือไม่

A2: ในสถานการณ์จำลอง Modbus RTU โดยทั่วไปจะอ้างถึงแนวคิดเดียวกัน ซึ่งใช้เพื่อแยกแยะอุปกรณ์ทาสที่แตกต่างกันบนบัสเดียวกัน

คำถามที่ 3: เหตุใด CRC จึงมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงทุกครั้งที่มีการแก้ไขคำสั่ง

A3: CRC ถูกคำนวณสำหรับข้อความทั้งหมด หากไบต์ใดๆ เช่น ที่อยู่อุปกรณ์ ที่อยู่การลงทะเบียน ความยาวข้อมูล ฯลฯ เปลี่ยนแปลง CRC จะต้องได้รับการคำนวณใหม่

คำถามที่ 4: สามารถอ่านเซ็นเซอร์ได้ตราบใดที่ PLC มีพอร์ต RS485 หรือไม่

A4: PLC ยังจำเป็นเพื่อรองรับฟังก์ชันอุปกรณ์หลัก Modbus RTU ที่สอดคล้องกัน และกำหนดค่าพารามิเตอร์พอร์ตอนุกรม ที่อยู่อุปกรณ์ รีจิสเตอร์ และรูปแบบข้อมูลอย่างถูกต้อง