RS485シリアルサーバーはシリアルバイトをEthernetアプリケーションへ送信しますが、そのバイトの意味まで理解しているとは限りません。ネットワーク化では、RS485の電気的なバスが信頼できるか、ネットワーク接続が正しいか、ホストコンピューターのアプリケーションプロトコルが適合しているか、という3つの層を同時に扱う必要があります。透過型シリアルサーバーとModbusプロトコルゲートウェイは同じものではなく、どちらにもRS485とEthernetポートがあるという理由だけで置き換えることはできません。
まず、それぞれの役割を明確にする
メーターのRS485ポートは、ビットを2本の線の間の電圧差に変換します。シリアルサーバーはバイトを受信し、TCPまたはUDPで伝送します。ホストコンピューターは、メーターのプロトコルに従ってアドレス、機能、値を解釈します。TCP接続の成功は、ネットワーク接続が確立したことを意味するだけで、メーターが正しく応答している証拠にはなりません。機器を選定する際は、まず機器のプロトコル、シリアル通信パラメーター、機器台数、ソフトウェアのアクセス方式を書き出してください。TTLシリアル、RS232、RS485は電気規格が異なるため、直接混在させることはできません。
バスは自由に分岐できるネットワークケーブルではない
一般的な2線式半二重RS485では、1本の幹線が各ノードを順に通り、分岐線はできるだけ短くします。両端の終端は信号反射を低減するためのもので、ケーブルと機器のマニュアルに従って設定してください。すべてのノードに抵抗を追加してはいけません。アイドル時のバイアスと終端は、異なる問題を解決します。前者は誰も送信していないときの論理状態を安定させ、後者は伝送線路の反射に対処します。バイアスや終端がすでに内蔵されている場合は、追加する前に確認してください。A/Bの表記はメーカーによって異なる場合があります。正負の定義を確認し、文字だけを頼りに配線しないでください。
TCP Server、Client、仮想シリアルポートの選び方
TCP Serverモードではホストコンピューターがシリアルサーバーに能動的に接続し、TCP Clientモードではシリアルサーバーが指定されたサービスに能動的に接続します。選択はソフトウェアとネットワーク到達性によって決まり、どちらかのモードが高速であることを意味するものではありません。仮想シリアルポートドライバーを使うと、従来のソフトウェアで引き続きCOMポートにアクセスできますが、ドライバーの互換性、切断後の再接続、シリアルポートの占有状況を確認する必要があります。透過伝送によってModbus RTUが自動的にModbus TCPに変わるわけではありません。ソフトウェアがMBAPヘッダーを必要とする場合は、対応するプロトコル変換機能を備えたゲートウェイが必要です。
ポーリング主体を明確にする必要がある理由
同じ半二重バス上では、複数の機器が送信機会を共有します。一般的なModbus RTUのマスター・スレーブ方式のポーリングを例にすると、ホストコンピューターが異なるアドレスに順番に問い合わせ、機器が順に応答します。2つのネットワーククライアントが同時に透過型サーバーへ要求を送ると、シリアル要求が混在する可能性があります。TCPの複数接続対応を、シリアルのマルチマスター協調制御と同一視することはできません。単一のポーリング窓口を取り決めるか、トランザクションのキューイングと対応付けができるゲートウェイを使用してください。タイムアウトは、要求の送信、機器の処理、応答の送信、ネットワークのバッファリングを含む必要があり、むやみに極端に短くしてはいけません。
受入試験は1台から始め、段階的に進める
まず短いケーブルで1台の機器を接続し、ボーレート、データビット、パリティ、ストップビットを統一して、既知のレジスタを1つ読み取り、値を検証します。その後、ノードと本設配線を追加し、タイムアウト、チェックサムエラー、応答時間を確認します。機器アドレス、配線順序、終端位置、ソフトウェアのモード、再接続方針を記録し、ネットワークケーブルの抜き差し後と電源の切断・再投入後に復旧するかを試験してください。建物間をまたぐ回線や明らかな接地電位差がある回線では、絶縁、サージ保護、接地を評価してください。シールド層ですべての保護を代替することはできません。
例：3台のメーターをローカルエリアネットワークに接続する
3台のメーターが同じModbus RTUボーレートを使用し、アドレスはそれぞれ1、2、3であるとします。まず短いケーブルで1台のメーターをシリアルサーバーに接続し、RTUバイトまたは仮想シリアルポートに対応するホストソフトウェアを使用して、既知の電力量値を読み取ります。次に、残りのメーターを幹線に沿って追加し、アドレス順にポーリングします。ソフトウェアがModbus TCPにしか対応していない場合は、代わりに互換性のあるゲートウェイを使用し、RTUフレームをそのままTCPのアプリケーションメッセージとして扱わないでください。ポーリング間隔には、処理の遅い機器の処理時間も含めます。応答がどの機器に属するかを確認し、バスの共有を無視して3つのソフトウェアがそれぞれ1台のメーターを奪い合う状態にしないでください。コンピューターへの直接接続は、基準状態を確立するのに適しています。スイッチへの接続後は、アドレス、アクセス権限、切断後の再接続を確認してください。
原理の参考資料：公式技術資料。本記事の構成図は、特定製品の仕様を示すものではありません。機器の選定時には、該当モデルのマニュアルを確認してください。
中国語の技術記事からの翻訳。原文の初公開日：2019-11-22。原文の最終改訂日時：2026-10-13T22:21:36+08:00。 中国語の原文を読む
