现场总线应用RS485与Modbus协议工业控制的无缝链接
在工业控制、电力通讯和智能仪表等领域，串口通信一直是数据交换的主要方式。最初，我们使用的是RS232接口，但由于其易受环境干扰，导致信号传输错误。1979年，施耐德电气提出了Modbus协议，为工业现场提供了一个稳定的总线解决方案。随着RS485通信技术的发展，它们在工业应用中被广泛采用。今天，我们将深入探讨RS485通信与Modbus协议。
首先，让我们谈谈RS485通信。这项技术是在RS232基础上发展起来的，以应对更为复杂的工业环境。在面对高达十几伏特的信号电平和TTL兼容性问题时，RS485以两线间的电压差表示逻辑“1”或“0”，降低了接口损坏芯片的风险，同时保证了与TTL电路无缝连接。
其次，加强抗干扰能力是RS485设计的一个关键点。它支持高速数据传输（最高可达10Mbps）并且具有良好的抗干扰性能。此外，由于能够实现远距离通信（最长1200米），而且可以通过中继来进一步扩展网络范围，使得多机联网成为可能。
然而，在实际操作中，一些用户忽略了信号地的问题，这种疏忽可能导致共模干扰和EMI问题，即使没有发生故障，也会影响系统稳定性。如果要将PC上的串口转换为支持RS485，那么可以使用防浪涌带隔离器或者选择PCI多串口卡直接输出为RS485类型。
接着，我们来介绍一下Modbus通信协议。这是一种通用的电子语言，它允许不同厂商生产的设备通过网络进行互联，并促进集中监控。此协议定义了一种消息结构描述如何请求访问设备、回应来自设备请求以及检测错误并记录。这使得不同的硬件平台之间能够无缝沟通，而不需要额外支付费用，因为Modbus是一个开放标准，没有知识产权限制。
Modbus支持多种物理层，如RS-232、 RS-422 和 RS-485，以及各种介质，如双绞线、光纤和无线等，其帧格式简单直观，便于用户理解和厂商开发。此外，还有四类寄存器：线圈状态、离散输入状态、保持寄存器和输入寄存器，每个都有其独特功能码用于读写操作。
最后，不同位操作指令用于单个或批量处理，而字节操作则涉及到保存寄存器及其相关读写动作。这些功能码构成了Modbus协议核心内容，对于任何试图进入这个广泛适用场景的人来说，都必须熟悉它们所代表的一系列命令及参数设置方式。
