Comprobador de terminación y polarización RS-485

Compruebe dónde colocar las resistencias de terminación y polarización en un bus Modbus RS-485 de dos o cuatro hilos.

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Valores de ejemplo
Cableado
Configuración
Conductor común de señal
Resistencias instaladas

Cuente todas las terminaciones activadas, incluidas las incorporadas a los dispositivos

RS-485 de dos hilos

Las comprobaciones del cableado son correctas

  • Correcto: TerminacionesUna en cada extremo de cada par2 de 2
  • Correcto: Polarización del busEn un solo punto del bus1 punto
  • Correcto: Conductor común de señalUn conductor común acompaña a las líneas de datos

Estas comprobaciones siguen la guía de Modbus sobre línea serie. Consulte los manuales de los dispositivos para saber si la terminación y la polarización están integradas o pueden activarse.

Cómo se calcula

2-wire trunk two end terminations4-wire trunk two terminations per balanced pairPolarization one location when required

El cableado sigue la guía de Modbus sobre línea serie: una terminación en cada extremo de cada par y polarización en un punto como máximo.

Consejo: Muchos contadores llegan con la terminación activada. En un bus de diez contadores, deje activada solo la del dispositivo situado en el extremo lejano.

Cómo funcionan la terminación y la polarización RS-485

Un bus Modbus RS-485 necesita una resistencia de terminación en cada extremo del troncal y en ningún otro lugar, polarización en un solo punto como máximo y un conductor común junto al par. Si se incumple alguna regla, suelen aparecer errores CRC y tiempos de espera que varían con el tráfico, la longitud del cable o la cantidad de dispositivos consultados. Una causa frecuente en campo es una fila de contadores que llegaron con la terminación activada.

El comprobador compara el bus con Modbus over Serial Line Specification and Implementation Guide V1.02 (Modbus Organization, 2006), denominado «la guía» a continuación.

Terminación

Dos hilos: 2 terminaciones; cuatro hilos: 2 por par, 4 en total

Una terminación adapta el extremo del cable a su impedancia característica, de modo que la señal se absorbe allí en vez de reflejarse hacia atrás. La guía sitúa una cerca de cada extremo del troncal, no admite más de dos por par y nunca coloca una en una derivación. Use una resistencia de 150 Ω y 0,5 W, o una de 120 Ω y 0,25 W en serie con 1 nF (10 V como mínimo) cuando el par también esté polarizado.

Polarización

Un punto como máximo; resistencia hacia 5 V en D1 y hacia el común en D0, de 450 a 650 Ω cada una

Cuando ningún transmisor está activo, el par queda flotante y el ruido puede parecer un bit de inicio. Si algún dispositivo necesita un estado de reposo definido, un solo par de resistencias basta para todo el bus, normalmente junto al maestro. La polarización debe desactivarse en todos los demás dispositivos. La guía admite 32 dispositivos en un bus sin repetidor, cuatro menos si el bus está polarizado.

Conductor común de señal

D0, D1 y común

Para Modbus de dos hilos, la guía define tres circuitos: D0, D1 y común. Este último mantiene cada transceptor dentro del rango de modo común EIA-485, de −7 V a +12 V. Sin él, la diferencia de potencial de tierra entre dos cuadros puede sacar un receptor de ese rango. Conecte el común a la tierra de protección en un único punto, normalmente junto al maestro. Si lo conecta a tierra en cada cuadro, circulará corriente de un bucle de tierra.

La guía limita el troncal a 1.000 m a 9.600 bit/s con cable AWG 26 o de mayor sección, y reduce esa longitud a la mitad cuando se usa un cable de cuatro hilos como bus de dos hilos. Un cable de categoría 5 sirve hasta 600 m. Cada derivación debe medir menos de 20 m; en una toma con n derivaciones, cada una se limita a 40 m ÷ n. Pueden usarse troncales más largos, velocidades mayores o más dispositivos con cables y transceptores adecuados, pero requieren diseñar la red, no solo pasar una lista de comprobación.

Ejemplos de cableado RS-485

Diez contadores con todas las terminaciones activadas

Diez contadores de energía comparten un par y cada uno tiene activada su terminación de 120 Ω. Diez resistencias de 120 Ω en paralelo presentan 12 Ω a la línea. Los controladores EIA-485 están especificados para una carga de 54 Ω, por lo que cae la tensión diferencial y las respuestas fallan de forma intermitente. La polarización y el común son correctos: solo hay un aspecto que corregir. Desactive la terminación en nueve contadores y conserve la del contador situado en el extremo lejano del troncal. Termine el extremo cercano junto al maestro.

RS-485 de dos hilos 1 aspecto que corregir Abrir en la calculadora

Un bus de cuatro hilos polarizado en dos puntos

Un bus de cuatro hilos tiene dos pares, uno del maestro a los dispositivos y otro de vuelta. Cada par necesita una terminación en ambos extremos: cuatro en total. En este bus hay una en cada par junto al maestro, y la polarización está activada tanto en el maestro como en un contador. Hay dos aspectos que corregir: faltan las dos terminaciones del extremo lejano y sobra un punto de polarización. Termine ambos pares en el extremo lejano y desactive la polarización del contador.

RS-485 de cuatro hilos 2 aspectos que corregir Abrir en la calculadora

Un bus de dos hilos correctamente cableado

Una terminación en cada extremo del par, polarización solo junto al maestro y un conductor común en el cable: se superan las tres comprobaciones. Si el bus aún registra errores, compruebe después la polaridad de cada dispositivo, el tipo de cable y la longitud de las derivaciones.

RS-485 de dos hilos Las comprobaciones del cableado son correctas Abrir en la calculadora

Terminaciones necesarias en un bus RS-485

Resultado del comprobador para cada cantidad de terminaciones activadas en un bus de dos o cuatro hilos.

Terminaciones instaladasDos hilosCuatro hilos
0Faltan 2 terminacionesFaltan 4 terminaciones
1Falta 1 terminaciónFaltan 3 terminaciones
2CorrectoFaltan 2 terminaciones
3Sobra 1 terminaciónFalta 1 terminación
4Sobran 2 terminacionesCorrecto
6Sobran 4 terminacionesSobran 2 terminaciones

Descargar esta tabla (CSV)

Preguntas sobre terminación y polarización RS-485

¿Necesita terminación un bus RS-485 corto?

Un bus corto suele funcionar sin ella porque las reflexiones se atenúan antes de que el receptor muestree el bit. Aun así, la guía exige una terminación en cada extremo. Dos terminaciones de 150 Ω en un bus polarizado con resistencias de 650 Ω consumen unos 3,6 mA de la fuente de polarización de 5 V y dejan unos 0,27 V en el par en reposo, por encima del umbral de recepción EIA-485 de 200 mV. Una terminación de 120 Ω en serie con 1 nF no consume corriente continua.

¿Dónde deben colocarse las terminaciones?

En los dos extremos físicos del cable troncal. No siempre son el maestro y la dirección más alta. Si el maestro está en medio del recorrido, no necesita terminación; sí la necesitan los dispositivos de ambos extremos. Siga el trazado del cable antes de ajustar los interruptores y nunca termine una derivación.

¿Por qué causa problemas el exceso de polarización?

La guía cuenta un punto de polarización como la carga de cuatro dispositivos. Por tanto, tres contadores con la polarización activada consumen aproximadamente 12 de las 32 cargas de dispositivo disponibles en el bus. Entonces los controladores proporcionan menos tensión diferencial y los dispositivos más alejados suelen dejar de responder primero.

¿Son correctos 120 Ω o 150 Ω?

Se admiten ambos. La guía indica 150 Ω y 0,5 W para una resistencia sola, o 120 Ω en serie con 1 nF cuando el par también está polarizado. El condensador impide que la corriente de polarización circule por la terminación y mantiene la tensión de reposo por encima del umbral del receptor. Un cable de datos de par trenzado suele tener unos 120 Ω; muchos contadores con terminación incorporada usan 120 Ω. Siga el manual del dispositivo.

¿Por qué un dispositivo no responde cuando los demás sí lo hacen?

La inversión de polaridad es una causa frecuente. La guía llama D0 y D1 a las líneas: D0 es A según EIA-485, D1 es B y D1 es más positiva en reposo. Sin embargo, muchos fabricantes marcan A en la línea positiva, de modo que conectar A con A puede invertir los hilos. Un dispositivo conectado al revés no responde, mientras los demás siguen funcionando. Intercambie sus dos hilos y etiquete D0 y D1 en los planos.

Límites de este resultado

  • Esta herramienta no dimensiona las resistencias ni sustituye las instrucciones del fabricante.
  • La longitud de las derivaciones, los repetidores, el aislamiento, la puesta a tierra y la protección frente a sobretensiones requieren un análisis aparte.
  • Superar estas comprobaciones no demuestra que el bus esté libre de errores; revise los contadores de errores durante la puesta en marcha.

Medir de forma continua

Un ZMB lee equipos Modbus RTU en su propia línea RS-485 corta y envía los registros por la red inalámbrica en malla. Así no hace falta llevar un troncal largo hasta el cuadro. La versión Industrial del Gateway ZGW-20 admite una tarjeta de E/S con puerto RS-485 para conectar directamente dispositivos Modbus.

Guías relacionadas

Fuentes

  1. Modbus Serial Line Protocol and Implementation Guide (se abre en una nueva pestaña) (PDF) Modbus Organization, V1.02, 2006-12-20