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Suchen Sie nach einem Gerät, einem Protokoll oder einer Umrechnung wie 50 kW in Ampere.
Berechnen Sie die Zeichenzeit von Modbus RTU, die Pausen von 1,5 und 3,5 Zeichen sowie die Dauer einer Abfrage aller Geräte auf einer seriellen Leitung.
Zeit für eine Abfrage aller Geräte
468,2ms
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tchar = (1 + 8 + parity + stop) ÷ baudt3.5 = 3.5 × tchar, or 1.75 ms above 19,200 bit/scycle = devices × (request + delay + response + t3.5)
Die Abfrage von 10 Geräten bei 9.600 Bit/s dauert 468,2 ms je Runde; jede Anfrage mit Antwort benötigt 46,82 ms. Rechnerisch sind das 128,1 Abfragerunden pro Minute.
Tipp: Oft benötigt das Gerät für seine Antwort mehr Zeit als die Übertragung der Bytes. Messen Sie die Antwortverzögerung, statt sie zu schätzen.
Eine Modbus-RTU-Leitung überträgt jeweils nur einen Austausch: Der Master sendet eine Anfrage, das Gerät verarbeitet sie und antwortet; vor dem nächsten Frame bleibt die Leitung mindestens 3,5 Zeichenzeiten still. Addieren Sie diese Zeiten für jedes Gerät, um die Dauer einer vollständigen Abfragerunde zu ermitteln. Bei 9.600 Bit/s benötigen zehn Geräte, die jeweils zehn Register liefern, etwa eine halbe Sekunde.
tZeichen = (1 + 8 + Parität + Stoppbits) ÷ Baudrate
Jedes Byte wird mit 11 Bit übertragen: einem Startbit, acht Datenbits, einem Paritätsbit und einem Stoppbit oder ohne Parität mit zwei Stoppbits. Bei 9.600 Bit/s sind das 1,146 ms je Byte.
t3,5 = 3,5 × tZeichen; oberhalb von 19.200 Bit/s werden 1,75 ms empfohlen
Eine Stille von 3,5 Zeichenzeiten markiert das Ende eines Frames; eine Pause von mehr als 1,5 Zeichenzeiten innerhalb eines Frames macht ihn ungültig. Oberhalb von 19.200 Bit/s empfiehlt der Leitfaden für serielle Leitungen feste Werte von 1,75 ms und 0,75 ms.
Austausch = (Anfrage + Antwort) × tZeichen + Verzögerung + t3,5
Anfrage- und Antwortlänge schließen Adresse und CRC ein: 8 Bytes für eine Registeranfrage und 5 plus 2 Bytes je Register für die Antwort. Die Geräteverzögerung reicht vom Ende der Anfrage bis zum Beginn der Antwort und ist nie kürzer als t3,5.
Zyklus = Geräte × Austausch
Die Abfrage erfolgt sequenziell; jedes zusätzliche Gerät verlängert die Runde. Wiederholungen und Zeitüberschreitungen verlängern sie weiter.
Werden von jedem der zehn Zähler zehn Register gelesen und benötigt jeder 5 ms bis zur Antwort, dauert ein Austausch 46,82 ms und die gesamte Runde 468,2 ms. Jeder Zähler kann somit etwa zweimal je Sekunde gelesen werden.
Zeit für eine Abfrage aller Geräte 468,2 ms Im Rechner öffnen
Bei fünfzig Registern von jedem der zwanzig Geräte enthält jede Antwort 105 Bytes. Selbst bei doppelter Baudrate dauert die Runde 1.435 ms. Längere Lesevorgänge aus wenigen zusammenhängenden Blöcken sind meist schneller als viele kurze Abfragen.
Zeit für eine Abfrage aller Geräte 1.435 ms Im Rechner öffnen
Dreißig Geräte, die jeweils 20 ms bis zur Antwort benötigen und fünfzig Register liefern: 153,5 ms je Austausch und 4.605 ms je Runde. Bei dieser Größe halbiert die Verteilung auf zwei Leitungen die Dauer einer Runde je Leitung.
Zeit für eine Abfrage aller Geräte 4.605 ms Im Rechner öffnen
Für 11-Bit-Zeichen mit gerader Parität und einem Stoppbit, eine Anfrage mit 8 Bytes und eine Antwort mit 25 Bytes für zehn Register sowie 5 ms Geräteantwortverzögerung.
| Baudrate (Bit/s) | Zeichen (ms) | t1,5 (ms) | t3,5 (ms) | Ein Austausch (ms) |
|---|---|---|---|---|
| 1.200 | 9,167 | 13,750 | 32,083 | 366,7 |
| 2.400 | 4,583 | 6,875 | 16,042 | 183,3 |
| 4.800 | 2,292 | 3,438 | 8,021 | 91,7 |
| 9.600 | 1,146 | 1,719 | 4,010 | 46,8 |
| 19.200 | 0,573 | 0,859 | 2,005 | 25,9 |
| 38.400 | 0,286 | 0,750 | 1,750 | 16,2 |
| 57.600 | 0,191 | 0,750 | 1,750 | 13,1 |
| 115.200 | 0,095 | 0,750 | 1,750 | 9,9 |
Das stille Intervall von 3,5 Zeichenzeiten trennt die Frames. Ein Empfänger wertet eine so lange Pause als Frameende. Bei 9.600 Bit/s und 11-Bit-Zeichen beträgt sie 4,01 ms; oberhalb von 19.200 Bit/s empfiehlt der Leitfaden für serielle Leitungen einen festen Wert von 1,75 ms.
Addieren Sie die Austausche: einen je Gerät und Runde. Mehr Geräte, längere Antworten, langsame Geräte und Wiederholungen verlängern die Runde. Für mehr Messwerte pro Sekunde können Sie die Baudrate erhöhen, zusammenhängende Registerblöcke lesen oder die Geräte auf mehrere Leitungen verteilen.
Der Modbus-Leitfaden für serielle Leitungen spezifiziert 11: Startbit, acht Datenbits, Parität und ein Stoppbit oder keine Parität und zwei Stoppbits. Viele Geräte akzeptieren auch keine Parität mit einem Stoppbit, doch das liegt außerhalb der Spezifikation.
Nur bis die Geräteantwortzeit überwiegt. Bei 115.200 Bit/s benötigen die Bytes nur einen Bruchteil einer Millisekunde; ein Gerät mit 20 ms Antwortzeit bestimmt dann das Tempo. Lange Leitungen und mangelhafter Abschluss begrenzen ebenfalls die zuverlässig nutzbare Baudrate.
Ein ZMB fragt seine eigene RS-485-Leitung nahe an den Geräten ab. So erhält jedes Modbus-Gerät oder jede kleine Gerätegruppe eine kurze, schnelle Leitung, statt sich einen langen Bus zu teilen.
