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Electronic Team, Inc. • 2019-10-04T08:50:41 -
GUILLERMO SERVIDIO • 2019-10-04T15:21:26 -
Electronic Team, Inc. • 2019-10-07T07:39:53
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Este artículo ofrece un tutorial completo sobre la comunicación RS485 y su relación con el protocolo Modbus. Explica las diferencias clave entre RS485 y RS232, explora el sistema de semi-dúplex utilizado en redes RS485 y desglosa el protocolo Modbus, ampliamente implementado en dispositivos RS485. Conozca los formatos de mensajes Modbus, los modos de transmisión serie y cómo navegar eficazmente por los sistemas de comunicación industriales basados en RS485. Esta guía es esencial para los técnicos que trabajan con los protocolos RS485 y Modbus.
RS485 es un estándar de transmisión de datos serie ampliamente utilizado en instalaciones industriales. Para implementar la comunicación RS485 se usa comúnmente el protocolo Modbus. Esto diferencia el protocolo RS485 del protocolo RS232 que se comunica transmitiendo caracteres ASCII. Es importante comprender el protocolo Modbus si va a trabajar con dispositivos que utilizan el protocolo RS485.
Si usted es el técnico responsable de mantener los dispositivos RS485, existen algunas técnicas que pueden facilitar su trabajo. Presentamos este breve tutorial que muestra las diferencias entre los protocolos Modbus y RS485.
RS485 es un protocolo similar al RS232 utilizado para implementar la comunicación de datos serie. Los dos protocolos utilizan diferentes señales eléctricas para permitir la transmisión de datos.
Una de las razones por las que se emplea la interfaz RS485 en entornos industriales es su capacidad para servir a varios dispositivos conectados al mismo bus. Esto elimina la necesidad de tener varias interfaces disponibles al consultar varios dispositivos. Puede hacerlo utilizando una terminación bus, moviendo un interruptor o con una pequeña resistencia fijada al terminal.
Debe asegurarse de que se está utilizando la interfaz correcta, ya que los protocolos RS485 y RS32 no son completamente compatibles. Puede construir una puerta de enlace entre las interfaces RS232 y RS485, pero normalmente verá que el protocolo RS485 se conecta directamente a los puertos USB, GSM o Ethernet. Este enfoque menos costoso elimina la necesidad de utilizar componentes adicionales.
Los dispositivos que utilizan puertos RS485 suelen emplear el protocolo Modbus. Al pasar de trabajar con dispositivos RS232 a los protocolos ASCII , es recomendable conocer las diferencias del protocolo Modbus. Ese es el propósito de este breve tutorial de Modbus.
A continuación se muestra una tabla que resume las características del protocolo RS485. RS485 permite la transmisión semidúplex en una línea equilibrada que cubre distancias de hasta 1,2 km.
| Parametro | |
| Modo de Operación | Diferencial |
| Número de Controladores y Receptores | 32 Controladores 32 Receptores |
| Longitud máxima del cable (Metros) | 1200 |
| Velocidad máxima de datos (Baudios) | 10 M |
| Voltaje máximo de modo común (Voltios) | 12 to -7 |
| Niveles Mínimos de Salida del Controlador (Cargado) | +/- 1.5 |
| Niveles Mínimos de Salida del Controlador (Descargado) | +/- 6 |
| Carga del Controlador (Ohmios) | 60 (min) |
| Límite de corriente de cortocircuito de Salida del Controlador (mA) | 150 to Gnd, 250 to -7 or 12 V |
| Resistencia mínima de entrada del receptor (kohms) | 12 |
| Sensibilidad del receptor | +/- 200mv |
Si desea obtener más información sobre el RS485, puede consultar la EIA (Asociación de Industrias Electrónicas) o empresas como Texas Instruments o Maxim Semiconductors que fabrican dispositivos compatibles con el protocolo.
Un sistema semidúplex consta de uno o más transmisores y receptores en los que solo un transmisor puede estar activo a la vez. La comunicación es iniciada cuando un transmisor realiza una solicitud dirigida a un receptor específico. Luego, el transmisor espera un período de tiempo predeterminado para recibir la respuesta o decide que no recibirá ninguna respuesta del receptor.
Una red RS485 se construye con base en una estructura maestro/esclavo. El maestro desempeña el papel de transmisor, realiza solicitudes a un esclavo designado que actúa como receptor. El maestro escucha la respuesta y, si no la obtiene en un período de tiempo adecuado, termina la comunicación.
El principio de los mensajes Modbus. En una Red Modbus RS485, la comunicación comienza cuando el dispositivo maestro envía una consulta a un esclavo conectado. El dispositivo esclavo siempre está monitoreando la red en busca de consultas dirigidas específicamente a él. Cuando recibe una consulta, realiza una acción o responde con una respuesta al maestro. Las consultas solo las inicia el dispositivo maestro.
El protocolo Modbus ofrece al maestro la opción de enviar mensajes a dispositivos esclavos específicos o comunicarse con todos los esclavos simultáneamente. Esto se consigue utilizando una dirección especial de "Transmisión". Algunos productos, como los de Integra y SPR, no admiten el uso de esta dirección de transmisión.
Las operaciones de lectura y escritura se envían a través de mensajes Modbus usando bobinas. Una bobina consta de palabras de 16 bits y registros binarios. Un esclavo solo puede responder a un mensaje recibido y nunca inicia la comunicación con el maestro.
A cada dispositivo esclavo conectado al bus RS485 en paralelo se le asigna un ID de esclavo Modbus único. Toda la comunicación Modbus comienza con el envío de la ID del esclavo, ya sea para alertar al dispositivo esclavo que acepte una consulta o para informar al maestro qué dispositivo envió la respuesta.
De la misma manera que funciona la conectividad RS232, los dispositivos esclavos y maestros deben ser configurados correctamente. Los parámetros como la velocidad y la paridad deben estar sincronizados en toda la red.
El formato de mensaje utilizado en la comunicación Modbus entre maestro y esclavo está definido en el protocolo.
Una consulta Modbus se compone de la dirección del dispositivo (o transmisión), un código de función que define la acción solicitada, los datos devueltos con la solicitud y un campo de verificación de errores.
Una respuesta Modbus se compone de campos que verifican que se ha realizado la acción solicitada, datos enviados con la respuesta y un campo de verificación de errores. El dispositivo esclavo crea un mensaje de error como respuesta si no puede cumplir con la solicitud o si los errores afectaron la recepción del mensaje.
La comunicación Modbus emplea dos modos de transmisión serie distintos: ASCII y RTU.
El modo Modbus ASCII (Código Estándar Americano para Intercambio de Información) envía cada mensaje de 8 bits como dos caracteres ASCII. Las ventajas del modo ASCII incluyen la posibilidad de monitorear fácilmente los mensajes en una consola de texto. Este modo también permite que un intervalo de un segundo sea aceptable sin iniciar el tiempo de espera.
El modo Modbus RTU (Unidad Terminal Remota) transmite los mensajes en un formato diferente. En este modo, un mensaje de 8 bits contiene dos caracteres hexadecimales de 4 bits. Los datos que utilizan este modo de transmisión deben enviarse en un flujo continuo y permiten un mejor rendimiento que en el modo ASCII a una velocidad en baudios comparable.