Gå til hovedindhold Spring til søgning Gå til hovednavigation

Fabriks- og maskinautomation

Modbus RTU vs. Modbus TCP: valg mellem I/O på RS-485 og Ethernet

Forskelle på I/O via RS-485 og Ethernet i kabling, scantid og adressering, hvordan de kombineres med gateways, og hvilke ICP DAS-serier der passer.

Modbus RTU vs. Modbus TCP: valg mellem I/O på RS-485 og Ethernet
Foto: Raysonho @ Open Grid Scheduler / Grid Engine · CC0 · Wikimedia Commons

De fleste remote I/O-projekter starter med samme beslutning: Skal modulerne sidde på en bus med RS-485 og polles med Modbus RTU, eller skal de tilsluttes Ethernet og bruge Modbus TCP? Denne artikel sammenligner Modbus RTU og Modbus TCP set fra installatørens side: kabling, topologi, scantid og adressering, og hvordan begge kombineres med en gateway. Til sidst gennemgås de ICP DAS-serier, der passer til hver løsning.

Samme protokol på to forskellige netværk

Begge varianter bruger samme datamodel: coils og discrete inputs til bits, input- og holding-registre til 16-bit-værdier. Et registerkort fungerer på samme måde på begge netværk; det er kun transporten, der ændres.

Modbus RTU kører på en seriel linje, normalt totråds RS-485. Én master poller slaverne én ad gangen, og hver slave har en enhedsadresse på bussen. Modbus TCP sender de samme forespørgsler over TCP/IP, normalt på port 502. Hver enhed har sin egen IP-adresse og kan som regel svare mere end én klient, f.eks. en PLC og en SCADA-server.

Modbus RTU vs. Modbus TCP i overblik

EmneModbus RTU på RS-485Modbus TCP på Ethernet
KablingSkærmet parsnoet kabel plus signalstel, ført som en linjeCat 5 eller bedre, stjerne fra en switch eller daisy-chain gennem modulerne
AfstandOp til 1200 m pr. segment uden repeatere100 m pr. kobbersegment mellem aktive porte
Enheder32 unit loads pr. segment uden repeatere, enhedsadresser 1 til 247Begrænset af IP-adresseplanen og antallet af switchporte
AdresseringEnhedsadresse i hvert modul; samme baudrate og dataformat på hele bussenIP-adresse pr. modul; unit ID har primært betydning bag gateways
MastereÉn master pr. busFlere klienter samtidig
Hastighed1200 til 115200 bps på moduler i M-7000 og tM-serien, polles ét ad gangen10/100 Mbit/s, moduler kan polles parallelt
StrømSeparat forsyningskablingSeparat forsyning eller PoE på PET-modeller

Kabling og topologi i praksis

RS-485 er en bus. Før kablet fra modul til modul med korte stikledninger, terminér begge ender med 120 ohm, og hold en fælles signalreference. Ved moderate baudrater dækker et segment 1200 m, hvilket passer til lange kabelføringer gennem et anlæg med få signaler på hvert sted. Ud over 32 unit loads eller 1200 m tilføjes en repeater som I-7510, en isoleret repeater til RS-485 med automatisk retningsstyring.

Ethernet er normalt en stjerne med én switchport pr. modul. Serierne ET-7200 og ET-2200 har en indbygget switch med to porte, så modulerne kan forbindes i daisy-chain langs en maskine ligesom en bus med RS-485. Begge serier angiver en LAN bypass-funktion, som på ICP DAS-enheder holder resten af kæden kommunikerende, hvis én enhed mister strømmen. PET-versioner kan forsynes fra en PoE-switch efter IEEE 802.3af.

Hastighed: et regneeksempel

Pollede serielle busser er ofte langsommere end forventet. Tag 20 analoge moduler, der hver læses med én forespørgsel på 8 holding-registre:

  • Forespørgslen er på 8 byte og svaret på 5 byte plus 16 databyte, så én polling flytter 29 byte.
  • Med 8 databit, ingen paritet og 1 stopbit fylder hver byte 10 bit på linjen: 290 bit pr. polling.
  • Ved 9600 bps tager det ca. 30 ms plus to pauser på 3,5 tegn, ca. 7 ms. Omtrent 38 ms pr. modul eller ca. 0,75 s for hele bussen.
  • Ved 115200 bps tager overførslen ca. 2,5 ms, og Modbus-specifikationen anbefaler en fast pause på 1,75 ms over 19200 bps. Omtrent 6 ms pr. modul eller ca. 0,12 s for hele bussen.

Hertil kommer modulernes svartid og eventuelle genforsøg. Til temperaturer, niveauer og energiværdier er det langsomme tal som regel fint. Til hurtige digitale signaler fjerner Ethernet flaskehalsen, da overførselstiden ved 100 Mbit/s er ubetydelig, og modulerne kan polles parallelt. Synkroniseret I/O med cyklustider på millisekundniveau er en opgave for EtherCAT.

Blandede systemer: gateways og datakoncentratorer

Mange anlæg har velfungerende busser med RS-485 og et nyere Ethernet-netværk til SCADA. En gateway fra Modbus TCP til RTU forbinder de to uden at udskifte de serielle moduler. TCP-klienten sender forespørgsler til gatewayens IP-adresse, og unit ID'et i hver forespørgsel vælger den serielle slave.

  • Serien tGW-700: kompakte gateways fra Modbus TCP til RTU/ASCII med en til tre serielle porte, de fleste med PoE. Op til 32 TCP-mastere kan dele en seriel port, og en læsecache besvarer gentagne forespørgsler fra hukommelsen for at aflaste bussen.
  • Serien GW-2500iM: samme konvertering med en Ethernet-switch med to porte, isolerede porte til RS-422/485 og sikkerhedsfunktioner som Modbus TCP/TLS, HTTPS, SNMPv3 og IP-filter.
  • Serien MDC-700: datakoncentratorer, der selv poller de serielle enheder med op til 250 kommandodefinitioner, samler værdierne i en datapulje på 9600 registre pr. datatype og betjener op til 8 værter via Modbus TCP.

En gateway sender forespørgslerne videre, så det er stadig den serielle bus, der bestemmer svartiden. En koncentrator afkobler de to sider, hvilket er en fordel, når flere SCADA-klienter læser fra samme bus.

Hvilke ICP DAS-serier passer

RS-485 og Modbus RTU

  • M-7000: Modbus RTU og DCON, 1200 til 115200 bps. Mange modeller deler hardware med et modul i I-7000, f.eks. M-7017R og I-7017R.
  • tM-serien: kompakte moduler med DCON, Modbus RTU og Modbus ASCII.
  • I-7000: kun ICP DAS' DCON-protokol. Den passer til udvidelser af eksisterende DCON-systemer; til en Modbus-master skal du vælge den tilsvarende model i M-7000.

Ethernet og Modbus TCP

  • ET-7000: én Ethernet-port, Modbus TCP og Modbus UDP, indbygget webserver.
  • ET-7200: Modbus TCP og UDP, indbygget switch med to porte og LAN bypass.
  • ET-2200: switch med to porte og LAN bypass samt MQTT og SNMP V2c, nyttigt når samme I/O også skal levere data til en IIoT-platform.
  • PET-versioner: PoE-forsynede versioner af moduler i ET-7000, ET-7200 og ET-2200.

Send vores tekniske salgsteam din signalliste, kabelafstande og masterenhed, så foreslår vi et passende sæt moduler og gateways.

Produkter til denne anvendelse

PET-7017-10 CR
PET-7017-10 CR PET-7017-10 PoE Ethernet I/O Module, 10/20-ch Analog Input

The PET-7017-10 is a PoE-powered Ethernet analog input module for engineers who need voltage or current measurement on a networked I/O node. Its inputs can be set as 10 differential or 20 single-ended channels in software, and each channel can be given its own range, so one module can serve mixed sensor types on the same network.Each channel offers a choice of voltage ranges from ±150 mV to ±10 V and current ranges of ±20 mA, 0 ~ 20 mA and 4 ~ 20 mA, selected with jumpers. Resolution is 16-bit, and the module has two sampling modes: normal mode at 10 Hz total and fast mode at 50 Hz total. Open wire detection is available for 4 ~ 20 mA inputs, and differential channels are rated for 240 Vrms overvoltage protection.Configuration and monitoring are handled through a built-in web server with Web HMI, and the module supports Modbus TCP and Modbus UDP. Access is controlled by ID, password and IP filter. The unit is powered either from PoE (IEEE 802.3af, Class 1) or from a +12 ~ +48 VDC terminal block, and it mounts on a DIN rail.ApplicationsBuilding automationFactory automationMachine automationRemote maintenanceRemote diagnosisTesting equipment

Almindelig pris: 2.137,59 kr. pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.
DGW-521 CR
DGW-521 CR DGW-521 RS-232/RS-485/USB to DALI Gateway for Modbus RTU and DCON

The DGW-521 CR is a DIN-rail gateway that lets a host PC, PAC or TouchPAD control DALI lighting devices over serial or USB. It accepts Modbus RTU and DCON from RS-232, RS-485 or USB and translates them to DALI, so existing serial-based control software can address a DALI lighting network without a separate DALI controller.A built-in DALI power supply (16 VDC ±5%, maximum 250 mA) can be switched on or off, which suits installations where the DALI bus is already powered elsewhere. The ID code can be set over the RS-485 interface, which simplifies commissioning. DALI isolation is rated at 1500 VDC.The gateway is intended for DALI lighting systems covering small areas. DALI signal cables must not exceed 300 m. The unit carries CE, UKCA, FCC, RoHS and WEEE marks. The USB driver is listed for Windows XP and Windows 7 only.ApplicationsLighting control for small DALI installationsHost PC, PAC or TouchPAD access to DALI devicesSerial-to-DALI integration in building automation

Almindelig pris: 1.442,50 kr. pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.
DN-8P8C/S CR
DN-8P8C/S CR DN-8P8C/S 8-channel DO and 8-channel Counter Input Board

8-channel DO and 8-channel Counter Input Board. Includes DB-8820 Daughterboard and a CA-2520D Cable.

Almindelig pris: 665,19 kr. pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.
DN-AIH-08 CR
DN-AIH-08 CR DN-AIH-08 HART Analog Input Termination Board, 8-ch Active/Passive Loop

DN-AIH-08 is a termination board for HART analog input modules. It measures the analogue signal on each of its 8 channels and can also supply isolated loop power to field devices, so it accommodates both active and passive loop wiring.The board includes short-circuit protection on the isolated power output. If the circuit is shorted or the current becomes too high, the loop current is limited. Removable fuses protect loop devices from high inrush current, and each fuse has a physical indicator that shows when it has blown.Suited to HART analog input installations where field devices need to be wired in either active or passive loop configuration.Mounts on DIN-rail or wall, with dimensions of 135 x 214.6 x 25.5 mm.ApplicationsConnecting HART analogue field devices to HART analog input modulesLoop-powered field instrumentation requiring isolated passive loop powerIndustrial installations requiring protected analogue loop wiring

Almindelig pris: 2.840,16 kr. pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.

Mere om Fabriks- og maskinautomation

Brug for hjælp til at vælge?

Vi kender ICP DAS-sortimentet og hjælper jer med at finde det rigtige modul, tilbehør eller reservedel.

Kontakt teknisk salg

Til erhvervskunder

  • Mængderabat trækkes automatisk
  • Momsfri levering i EU med verificeret momsnummer
  • Datablade og fulde specifikationer på alle produkter
Opret erhvervskonto