RS-485: Der unverzichtbare Industriebus
Der RS-485-Bus (standardisiert als EIA-485) ist die am weitesten verbreitete serielle Schnittstelle in industriellen Anlagen: SPS-Steuerungen, Frequenzumrichter, Energiezähler, Gasanalysatoren, Temperatursensoren, Regler, Wechselrichter. Dank seiner Robustheit (große Übertragungsentfernungen, Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen) ist er auch 40 Jahre nach seiner Einführung noch immer ein aktueller Standard.
Problem: RS-485 ist ein lokaler Bus, der für den industriellen Einsatz und nicht für das Internet konzipiert wurde. Um RS-485-Geräte mit der Cloud zu verbinden, ist ein Konvertierungsgateway erforderlich.
RS-485-Architektur zur Cloud
Technische Daten RS-485
| Parameter | Standardwert RS-485 |
|---|---|
| Max. Anzahl der Geräte | 32 (Standard) / 127 (hohe Impedanz) |
| Max. Entfernung | 1200 m (bei 100 kbps) |
| Übertragungsrate | 300 bps bis 10 Mbps (typisch: 9.600 bis 115.200 bps) |
| Modus | Halbduplex (jeweils nur in eine Richtung) |
| Empfohlenes Kabel | Geschirmtes Twisted-Pair-Kabel (AWG 24 oder 26) |
| Abschluss | 120-Ω-Widerstand am Busende |
| Differenzpegel | +/-200 mV bis +/-6 V |
Konfiguration des Modbus-RTU-Pollings über RS-485
Das Gateway konfiguriert:
- Baudrate: muss für alle Geräte am Bus einheitlich sein (9.600, 19.200, 115.200 bps).
- Parität: None, Even oder Odd – muss auf dem gesamten Bus einheitlich sein.
- Modbus-Adressen: Jedes Gerät hat eine eindeutige Adresse (1 bis 247).
- Zu lesende Register: Auswahl der Register pro Gerät (Halte-Register, Eingänge, Spulen).
- Abfrageintervall: von einer Sekunde bis zu einer Stunde, je nach Kritikalität der Daten.
Über das Eziwan-Gateway lassen sich mehrere Datensätze mit unterschiedlichen Abtastraten konfigurieren: Alarme alle 5 Sekunden, Prozessmesswerte jede Minute, Energiezähler alle 15 Minuten.
Gängige RS-485-Geräte und ihre Modbus-Register
| Gerät | Hersteller | Typische Messwerte |
|---|---|---|
| Energiezähler | Carlo Gavazzi EM340 | Wirkleistung, Energie, Spannung, Strom |
| Netzanalysator | Schneider PM800 | über 250 Messwerte |
| Frequenzumrichter | Schneider ATV312 | Motorfrequenz, Strom, Fehler |
| Temperaturregler | Eurotherm 3504 | Messwert, Sollwert, Ausgang |
| CO₂-Sensor | Senseair S8 | CO₂ (ppm), Temperatur, Luftfeuchtigkeit |
| Elektromagnetischer Durchflussmesser | Endress+Hauser | Momentaner Durchfluss, Gesamtdurchfluss |
Der Eziwan-Ansatz
Das Eziwan Gateway verfügt über einen integrierten RS-485-Anschluss (DIN-Schienen-Klemmen) mit Modbus-RTU-Master-Firmware. Es fragt bis zu 32 Geräte am Bus ab, konvertiert die Register in JSON und leitet die Daten über MQTT und einen 4G-VPN-Tunnel an die Eziwan Cloud weiter.
Weitere Informationen: Modbus-Cloud, Modbus-RTU/TCP-Gateway und industrielles IoT-Gateway.