Els problemes de comunicació RS-485 són comuns en els projectes d'automatització d'edificis pel fet que moltes coses poden sortir malament durant la instal·lació. Aquest article li ensenya l'essencial sobre la instal·lació d'una xarxa RS-485 per a evitar problemes de comunicació. Els protocols Modbus RTU i BACnet MSTP s'implementen a través de la capa física RS-485. Per tant, els següents consells s'apliquen a tots dos protocols de bus i al seu cablejat.
Modbus és un protocol mestre-esclau
Quan s'instal·la una xarxa RS-485, és fonamental entendre que Modbus RTU sobri RS-485 és un protocol mestre-esclau. Els dispositius esclaus no poden iniciar la comunicació; només poden respondre a les peticions del mestre. Per tant, tots els esclaus han d'estar connectats al dispositiu mestre de la instal·lació. Tingui en compte que sempre hi ha un sol mestre en una xarxa RS-485, però pot haver-hi fins a 247 esclaus en funció de la càrrega de la unitat.
La càrrega de la unitat especifica el nombre permès de dispositius
Tots els esclaus Modbus carreguen el segment, i la càrrega afecta el nombre d'unitats que es poden connectar amb seguretat a un segment. Aquesta càrrega es denomina càrrega unitària (UL). Si una xarxa està sobrecarregada, el transceptor tindrà dificultats per a enviar els nivells de tensió necessaris i podria, fins i tot, trencar-se.
Un segment pot manejar fins a 32 UL. Els transceptors anteriors solien tenir 1 UL, mentre que els moderns tenen capacitats de càrrega encara menors, com 1/10 UL o 1/4 UL. Per exemple, els controladors Modbus Produal Proxima® CU-LH i HLS 44-SE utilitzen transceptors 1/10 UL. En teoria, es pot construir una xarxa RS-485 fins a un segment complet de 247 dispositius. No obstant això, no és fàcil d'aconseguir a causa del cable utilitzat, la seva longitud i la qualitat general del treball d'instal·lació. Així i tot, amb unes bones pràctiques d'instal·lació i un cable adequat, es poden aconseguir amb seguretat segments de 60-90 unitats.
Triï els cables adequats i comprovi les connexions
La xarxa RS-485 sol denominar-se sistema de dos fils. No obstant això, segons l'estàndard Modbus, la millor pràctica per a tenir un equilibri és incloure una presa de terra entre tots els dispositius d'un segment. Per això, es recomana utilitzar sempre almenys tres fils per a la transmissió de dades (2 x 2 parells trenats).
Utilitzi A+ i B- amb un parell i G0 amb un dels fils del segon parell. Un bon G0 sòlid per a cada unitat estabilitza el potencial de terra i evita el risc de possibles problemes de terra. Asseguri's de no barrejar les connexions dels terminals A+ i B-; han de ser les mateixes en cada dispositiu esclau.
Quan triï un cable, recordi que la longitud màxima d'un segment és de 1200 m. entre 9600 bauds i 38400 bauds. Per exemple, Belden 9842 és una opció sòlida.
Eviti costi el que costi els ramals llargs
Una altra qüestió crítica que ajuda a evitar problemes de comunicació en les xarxes RS-485 és evitar costi el que costi els ramals llargs i utilitzar sempre un tipus de connexió encadenada. Per "ramals" ens referim a connexions curtes i llargues amb un cable RS-485 des del dispositiu fins al cable de xarxa principal.
Els ramals llargs poden interferir en les comunicacions, i el mestre i els esclaus podrien tenir problemes per a detectar els nivells de senyal. Per tant, sempre es recomana utilitzar connexió encadenada quan sigui possible. Per exemple, vegi la imatge que il·lustra les diferències en els nivells de senyal (extret de "Tutorial 763 / Guidelines for Proper Wiring of an RS-485 (TIA/EIA-485-A) Network" amb l'aprovació d'Analog Devices Inc.)
Mantingui la terminació equilibrada en tots dos extrems
Una terminació correcta exerceix un paper fonamental per a garantir un senyal clar. La terminació en un segment RS-485 s'aconsegueix quan es connecten dues resistències de 120 ohms a la primera i última unitat del segment. La terminació s'afegeix per a donar a la xarxa la mateixa impedància en el cable i reduir les reflexions del senyal.
Si els nivells d'ohms de la terminació són diferents en cada extrem, els senyals podrien ser poc clares i estar plenes de senyals de reflex. El reflex del senyal, al seu torn, poden interferir en la comunicació de la xarxa i provocar errors. Per tant, és fonamental assegurar-se de tenir sempre els nivells de terminació en la primera i última unitat del segment.
Finalitzar la instal·lació amb l'apantallament correcte
L'apantallament no sempre és necessari, però es recomana si hi ha dispositius elèctrics sorollosos pròxims, com els convertidors de freqüència. Si s'utilitza un apantallat, cal anar amb compte de connectar-ho correctament; l'apantallament mai ha de connectar-se directament a les preses de terra de tots els dispositius. En canvi, la presa de terra de l'apantallat només ha de connectar-se en un extrem, preferiblement en la passarel·la Modbus. Vegi el següent dibuix d'exemple de l'apantallament adequat.
I si es troba amb problemes en la seva xarxa RS-485, a continuació us deixem una sèrie de consells per a tractar de solucionar-los:
En primer lloc, inspeccioni els paràmetres de comunicació
La forma més fàcil de solucionar els errors en les xarxes RS-485 és comprovar l'estat general del producte, com els paràmetres de comunicació. Tots els dispositius Modbus connectats han de tenir els mateixos paràmetres de comunicació per a garantir la funcionalitat de la xarxa. Per tant, asseguri's que els paràmetres de comunicació coincideixen amb cada dispositiu de la xarxa i que el mestre té els mateixos paràmetres de comunicació que els esclaus.
A més, busqui ID d'esclaus Modbus duplicats: tots els dispositius de la xarxa han de tenir un ANEU d'esclau únic entre 1 i 247. Si els esclaus tenen identificacions idèntiques, i tracten de comunicar-se simultàniament, podrien danyar el transceptor.
A continuació, examini l'alimentació de cada unitat de la xarxa perquè no hi hagi sobrecàrrega en el transformador. El nivell de voltatge ha de ser al voltant de 27 Vac, però fins i tot 22 Vac és segur. Si cau per sota dels valors recomanats, les comunicacions en la xarxa podrien veure's afectades.
Comprovi dues vegades el cablejat i les connexions
Asseguri's que els cables de comunicació A+ i B- són els mateixos en tota la xarxa. Si es creua un parell, és probable que la comunicació es detingui aquí, fent que tots els dispositius darrere de l'encreuament no responguin.
Comprovi que l'apantallament no s'ha utilitzat com a connexió a terra (en una cadena), ja que podria afeblir els senyals en tot el segment. Si utilitza una terminació de 120 ohms, comprovi que només s'utilitza en la primera i l'última unitat del segment per a evitar la sobrecàrrega.
A més, l'absència d'una connexió a terra pot provocar fallades en aquesta. Per tant, utilitzi sempre un tercer cable per a connectar la terra entre cada esclau Modbus i la passarel·la.
Bones pràctiques per a comprovar la xarxa a la recerca d'errors de comunicació
La comunicació amb cada dispositiu esclau Modbus de la xarxa pot examinar-se amb un ordinador portàtil, un USB, un convertidor RS-485 i un programa Modbus (com Modbus Poll). Llegeixi a continuació les nostres bones pràctiques sobre com utilitzar-les eficaçment.
5 passos per a trobar i solucionar errors de comunicació en una xarxa RS-485:
- Desconnecti la passarel·la Modbus i connecti els cables a l'adaptador RS-485 per a obtenir el control total de la xarxa.
- Examini cada ANEU d'esclau Modbus amb un registre Modbus vàlid. Si el programari Modbus no té resposta, indica un error de comunicació amb la unitat esclava, si hi ha un problema amb el dispositiu, o la instal·lació.
- Desconnecti els esclaus Modbus individualment per a identificar la ubicació exacta del problema. A continuació, examini els dispositius disponibles i comprova on falla la connexió. Suggeriment: Per a alleugerir la càrrega de treball, divideixi la xarxa per la meitat en escanejar els errors.
- Anul·li temporalment una unitat defectuosa i comprovi els dispositius que hi ha darrere per a assegurar-se que continuen funcionant correctament.
- Substitueixi una unitat que no funcioni per una altra similar que sí que ho faci.
Nota: Asseguri's que totes les connexions estan fetes correctament abans de substituir una unitat defectuosa. La nova unitat pot danyar-se si hi ha un error d'instal·lació subjacent.
Continua tenint problemes? Posi's en contacte amb els nostres experts per a obtenir ajuda.