Erklärung Modbustopologie und Abschlusswiderstände

[maggyver]

Hallo,

mal kurz etwas zum Thema Abschlusswiderstände.

Den Abschluß mit einem 120 Ohm Widerstand bezeichnet man als DC-Terminierung. Er zieht jedoch eine beträchtliche Leistung aus der Schnittstelle. Will man diese verringern, so kann man auf Kosten der Dämpfungsqualität den Widerstandswert erhöhen.

Daher geben verschiedene Hersteller Werte von 120 Ohm bis zu 350 Ohm dafür an, auch oft in Zusammenhang mit etwaigen Leitungslängen des RS485-Netzwerkes.

Für die Leitungsverbindung zwischen den Teilnehmern eines RS485-Netzwerkes ist an beiden Enden eine solche Terminierung vorzusehen. Manche Teilnehmer haben diesen Abschlusswiderstand schon integriert und dieser kann entweder zugeschaltet werden oder es gibt hierfür eine extra Klemmestelle zur Einbindung.

Falls der Widerstand bauseitig einzufügen ist, empfiehlt es sich die Widerstände für 500mW Belastbarkeit auszulegen.

Bei großen Leitungslängen oder abweichenden Erdpotenzialen kann es zu größeren Potentialdifferenzen zwischen den Teilnehmern kommen, die oberhalb der Gleichtaktunterdrückung liegen und daher die Kommunikation behindern. Das kann durch Mitführen der Masseleitung verbessert und durch galvanische Trennung der Teilnehmer von deren Teilnehmermasse bzw. lokalen Erdern vermieden werden.

Es ist eine Leitung mit verdrilltem Adernpaar zur Verbindung der Teilnehmer des RS485-Netzwerkes zu verwenden.

[Robert_Mini]

@maggyver: Danke für deine detaillierte Erklärung - man lernt nie aus!
Zur Ergänzung: Der Fronius Energiezähler hängt auch per ModbusRTU am Wechselrichter. Beim Energiezähler ist auch ein 120Ohm Widerstand verbaut.

lg
Robert

[StefanW]

Hi Micha,

Rene dein Beitrag würde gut in Wiki passen finde ich.

Jein, es ist zwar richtig was René geschrieben hat (und René hat in letzter Zeit viele tolle Beiträge geschrieben), aber es gibt da doch noch einiges mehr dazu, damit es vollständig ist. Denn es gibt ja noch das Thema der Pull-Up- und Pull-Down-Widerstände, die man z.B. an unserer Modbus Extension über die Dip-Switches zuschalten kann.

Auch ist das Thema des Linearen Aufbaus des RS-485 Bussystems (manche Hersteller wollen nicht mal 20 cm Stichleitung vom Bus erlauben) in einem solchen Beitrag zu erwähnen.

Worauf ich hinaus möchte, ich möchte nur vollstöndige Informationen ins Wiki aufnehmen (wohlwissend, das bestehende Einträge im Wiki noch der Verbesserung bedürfen, wir arbeiten auch täglich an Verbesserungen)

lg

Stefan

[maggyver]

Hallo,

ich sehe das wie StefanW.

Das Thema der Topologie, der verwendeten Leitungstreibern, usw. ist dabei sehr wichtig. Der Pull-Up-Widerstand und der Pull-Down-Widerstand, das sogenannte Bias-Netzwerk verbessert im Fall inaktiver Leitungstreiber den Störabstand gegenüber der Masse, der ansonsten nur durch die Hysterese der Leitungstreiber (Empfänger) gegeben ist.

Der Aufbau der Topologie habe ich in einem anderen Beitrag aufgezeigt -> viewtopic.php?f=16&t=4050&p=45015&hilit ... gie#p44991

Ebenso ist zu erwähnen das die EIA485 nur die elektrische Eigenschaften der Schnittstelle spezifiziert. Es gibt keine Defintion des Protokolles oder einer Steckerbelegung. Somit ist bei der Verwendung verschiedener EIA485-Geräte deren Dokumentation zu beachten!

In der Regel verwendet die RS485-Schnittstelle ein Aderpaar und wird halbduplex betrieben, mit zwei Adernpaaren ist ein Vollduplexbetrieb möglich.

Die tatsächliche Größe des RS485-Netzwerkes und der maximalen Übertragungsgeschwindigkeit hängt stark vom Aufbau der Topologie und der verwendeten Leitungen ab. Eine paarweise verdrillte und abgeschirmte Leitung mit passendem Wellenwiderstand, ist einer unverdrillten und ungeschirmten mit unpassendem Wellenwiderstand vorzuziehen.

Zusätzlich hängt die Anzahl der möglichen RS485-Teilnehmer von den Eingangswiderständen der Schnittstellenbaustein innerhalb der Teilnehmer ab. Diese Last wird im Bezug auf den Normschnittstellenbaustein angegeben (1/2, 1/4 oder 1/8). Daher gibt es immer verschiedene Angaben zu der maximal möglichen Anzahl der Teilnehmer (32 Teilnehmer bis zu 256 Teilnehmer). Es exsitstieren auch Netzwerke die 320 Teilnehmer und bis zu 100 MBits/s unterstützen, das sind aber Sonderformen.

Der empfohlene Aufbau der Topologie ist die Kettenform (Einfacher Stich). Dabei kann der physische Standort des Server sich am Kettenanfang, am Kettenende oder in der Kettenmitte der Topologie befinden.

Abweichungen von der Kettenform (Einfacher Stich) in Form von Stichen (Substiche), die einen Abzweiger ausbilden, sollten nur in Ausnahmen verwendet werden. Diese Abzweiger (Substich) sollten kleiner 5 Meter gehalten werden.

Die Verwendung der Sterntopologie, sowie die Ringtopologie ist nicht vorgesehen.



Üblicherweise werden 1200 Meter als maximale Leitungslänge angegeben. Bei Übertragungsgeschwindigkeit bis 10MBit/s sind es dann nur noch 12 Meter.

[maggyver]

@Mibr85

Danke Micha.

[StefanW]

Yeah René,

das ist sehr gut.

==> Wenn Du magst, kannst Du gerne eine Schreibberechtigung im Wiki bekommen und dort solche Artikel verfassen. Hätte den Vorteil, das diese viel einfach aufzufinden sind von den Nutzern und uns würde das echt helfen.

Sag mir Bescheid, wenn Du das nutzen möchtest.


lg

Stefan

[maggyver]

Hallo StefanW,

das können wir gerne so tun ... natürlich nur so wie es auch meine Zeit zulässt.

Ich denke es ist eine gute Idee, das ganze verstreute Wissen im Forum langsam aber sicher ins Wiki zu übernehmen, wenn nötig zu komplettieren oder verständlich zu "Übersetzen", inklusive mit optischer "Untermalung".

[Robert_Mini]

Hallo René!
Super Beschreibung - wieder was gelernt.
Danke
Robert

[fsl]

Eine Frage in diesem Zusammenhang: ich habe irgendwo gelesen, dass die TWS 3500 die Abschlusswiderstände eingebaut und nicht deaktivierbar haben. Das heißt dann wohl, dass ein TWS 3500 immer das letzte Glied in der Kette sein muss? In dem mich interessierende Fall müsste ich also vom TWS 3500 über die im selben Schrank verbauten Geräte (hier: Zähler) zur entsprechenden Abgangsklemme schleifen? Wäre komplizierter (wegen der Klemmen an den Zählern, wie hier ja schon gelegentlich angeklungen ist), aber machbar.

Und dann vielleicht doch noch eine weitere Frage: die Terminierung ist nur zwischen A und B notwendig? Soweit ich das verstanden habe, würde man gegenüber Vcc (was ja gar nicht in der Leitung mitgeführt wird) und Gnd die A und B nur mit Pull-Up und Pull-Down versehen (was wir aber jetzt einfach mal außen vor lassen).

[maggyver]

Hallo fsl,

da hast du richtig gelesen.

Der TWS 3500 hat den Abschlusswiderstand (120 Ohm), Terminierung genannt, intern fest eingebaut. Somit ist der TWS 3500 an erster oder an letzter Stelle in einem RS485-Netzwerk anzuschalten.

Siehe hierzu im ElabNet Wiki



Das Bias-Netzwerk (bestehend aus Pull-Up-Widerstand und Pull-Down-Widerstand). Das ist auch schon im TWS eingebaut, darum braucht sich der Anwender nicht zu kümmern.

Das einzigste worauf man zu achten hat, das am anderen Ende der Stichleitung (RS485-Netzwerk) ein 120 Ohm Widerstand, mindestens 1/4 Watt besser 1/2 Watt als Terminierung zwischen den beiden verdrillten Drähten vorgesehen wird. Eventuell besteht auch die Möglichkeit die Terminierung im letzten Teilnehmer einzuschalten, falls diese Option in dem oder den verwendeten Teilnehmern vorhanden ist.