Что такое интерфейс RS-485
RS-485 представляет собой физический интерфейс последовательной передачи данных. Сигнал передаётся по дифференциальной линии, обычно обозначаемой контактами A и B. Такое подключение лучше защищено от промышленных помех по сравнению с RS-232 и подходит для линий значительной длины.
К одной линии RS-485 можно подключить несколько адресуемых устройств. Они соединяются последовательно общей шиной, а не отдельным кабелем с ПЛК для каждого прибора. В начале и конце линии устанавливаются согласующие резисторы, а ответвления рекомендуется делать как можно короче.
Фактическая длина кабеля и допустимая скорость обмена зависят от типа кабеля, количества устройств, уровня электромагнитных помех и качества монтажа. При увеличении длины линии скорость обычно приходится снижать.
RS-485 и Modbus RTU
RS-485 и Modbus RTU обозначают разные уровни обмена данными. RS-485 определяет электрический способ передачи сигнала, а Modbus RTU задаёт структуру запросов и ответов, адреса устройств, функции чтения и записи, формат данных и контроль ошибок.
| Понятие | Что определяет | Пример |
|---|---|---|
| RS-485 | Электрический интерфейс, линии подключения и способ передачи сигнала | Дифференциальная линия A/B |
| Modbus RTU | Правила обмена данными между ведущим и ведомыми устройствами | Чтение регистров счётчика или запись уставки частотного преобразователя |
Для обмена двух устройств недостаточно только наличия RS-485. Они должны поддерживать один протокол и одинаковые параметры последовательной связи: скорость, количество бит данных, контроль чётности и число стоповых битов.
Встроенный интерфейс RS-485 контроллеров CREVIS поддерживает Modbus RTU со скоростью от 2400 до 115200 бит/с. В режиме Master ПЛК отправляет запросы подключённым устройствам, а в режиме Slave отвечает на запросы внешнего ведущего устройства.
Пользовательский обмен через RS-485
Последовательный интерфейс ПЛК CREVIS не ограничен только стандартным обменом Modbus RTU. Порт можно перевести под управление программы CODESYS и использовать для передачи пользовательских данных. Например, через библиотеку SysCom можно реализовать обмен с прибором, который использует собственный текстовый или двоичный протокол.
В этом случае готового драйвера Modbus недостаточно. В программе ПЛК необходимо самостоятельно формировать команды, принимать ответы, контролировать тайм-ауты и проверять корректность полученных данных. Возможность такого подключения зависит от наличия документации на протокол внешнего устройства.
ПЛК CREVIS со встроенным интерфейсом RS-485
| Серия | Модели ПЛК | Исполнение интерфейса | Поддерживаемый обмен | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| G |
GL-9972 GL-9973 |
RS-232/RS-485 на разъёме RJ-45 | Modbus RTU Master/Slave, пользовательский обмен через CODESYS | Компактные ПЛК шириной 22 мм. GL-9973 дополнительно поддерживает OPC UA и WebVisu |
| G |
GN-9371 GN-9372 GN-9373 |
RS-232/RS-485 на разъёме DB9 | Modbus RTU Master/Slave, пользовательский обмен через CODESYS | Полноразмерные ПЛК с Modbus TCP/UDP. GN-9372 поддерживает OPC, GN-9373 дополнительно имеет WebVisu |
| G |
GN-9481 GN-9482 GN-9483 |
RS-232/RS-485 на разъёме DB9 | Modbus RTU Master/Slave, пользовательский обмен через CODESYS | Поддерживают EtherCAT Slave и Modbus TCP/UDP. GN-9482 имеет OPC, GN-9483 дополнительно поддерживает WebVisu |
| M |
M9371 M9372 M9373 |
RS-232/RS-485 на разъёме DB9 | Modbus RTU Master/Slave, пользовательский обмен через CODESYS | Поддерживают горячую замену модулей серии M. M9372 имеет OPC, M9373 дополнительно поддерживает WebVisu |
| M | ML9973 | RS-232/RS-485 на разъёме RJ-45 | Modbus RTU Master/Slave, пользовательский обмен через CODESYS | Компактный ПЛК серии M с горячей заменой, OPC UA и WebVisu |
Все перечисленные контроллеры также имеют Ethernet и поддерживают Modbus TCP. Наличие Ethernet и RS-485 не означает автоматическое преобразование Modbus TCP в Modbus RTU. Если данные необходимо передавать между двумя сетями, соответствующая логика реализуется в программе ПЛК.
Для компактной системы можно использовать GL-9972 или GL-9973. Если требуется полноразмерный ПЛК серии G, выбирают модели GN-937x. Контроллеры GN-948x применяются, когда ПЛК должен одновременно работать как устройство EtherCAT Slave.
Для систем с горячей заменой модулей предназначены контроллеры M9371, M9372, M9373 и компактный ML9973. Конкретную модель выбирают с учётом объёма памяти, поддержки OPC UA, WebVisu, требуемого количества модулей и условий эксплуатации.
Разъёмы DB9 и RJ-45
В полноразмерных контроллерах GN-937x, GN-948x и M937x последовательные линии выведены на разъём DB9. В компактных GL-9972, GL-9973 и ML9973 используется разъём RJ-45. Функциональное назначение интерфейса остаётся тем же, но различаются конструкция разъёма, кабель и распиновка.
| Исполнение | Модели | Особенности подключения |
|---|---|---|
| DB9 | GN-937x, GN-948x, M937x | Последовательные линии RS-232 и RS-485 выведены на 9-контактный разъём. Назначение контактов проверяется по схеме подключения конкретного ПЛК |
| RJ-45 | GL-9972, GL-9973, ML9973 | Компактный последовательный разъём. Несмотря на внешний вид, это не Ethernet-порт. Кабель собирается по распиновке контроллера |
Обычный Ethernet-патч-корд подходит по форме к последовательному RJ-45, но его нельзя подключать к сетевому коммутатору. Для соединения с оборудованием используется кабель с распиновкой, соответствующей интерфейсу RS-485 или RS-232.
Что можно подключить к контроллеру по RS-485
Через встроенный интерфейс RS-485 к контроллеру можно подключать:
- частотные преобразователи и устройства плавного пуска;
- счётчики электроэнергии и анализаторы параметров сети;
- регуляторы температуры и технологических параметров;
- весовые терминалы и дозирующее оборудование;
- панели оператора HMI;
- измерители давления, температуры, расхода и уровня;
- преобразователи сигналов и устройства сбора данных;
- другие программируемые контроллеры;
- удалённые станции ввода-вывода с Modbus RTU;
- оборудование с пользовательским последовательным протоколом.
При подключении по Modbus RTU каждому ведомому устройству назначается собственный адрес. Скорость, чётность и формат кадра должны быть одинаковыми для всех участников одной линии.
Чем RS-485 отличается от RS-232
| Характеристика | RS-485 | RS-232 |
|---|---|---|
| Тип соединения | Общая линия с несколькими адресуемыми устройствами | Соединение преимущественно с одним устройством |
| Передача сигнала | Дифференциальная линия A/B | Сигнальные линии относительно общего провода |
| Устойчивость к помехам | Выше | Ниже |
| Расстояние | Подходит для протяжённых промышленных линий | Обычно применяется для короткого соединения |
| Типичное применение | Счётчики, преобразователи частоты, регуляторы и распределённые приборы | Панель оператора, сервисное устройство или прибор рядом с ПЛК |
RS-485 в контроллерах серии S
Снятые с производства контроллеры NA-9371, NA-9372 и NA-9373 серии S не имеют встроенного RS-485. Последовательный интерфейс в такой станции добавляется с помощью отдельного модуля серии S.
Поэтому эти модели не должны отображаться в фильтре ПЛК со встроенным RS-485. Для новых проектов рекомендуется выбирать контроллеры серий G или M.