Cáp RS485 là cách gọi cáp truyền dữ liệu được lựa chọn cho đường truyền sử dụng giao tiếp RS485. Trong hệ thống Modbus RTU và BMS, cáp thường có đôi dây xoắn và lớp chống nhiễu theo yêu cầu thiết bị. Muốn chọn đúng, cần kiểm tra sơ đồ đấu nối, số dây cần dùng, chiều dài tuyến, tốc độ truyền và môi trường lắp đặt trước khi chốt mã.

Điểm dễ chọn nhầm nhất là hiểu “RS485 hai dây” thành “chỉ cần cáp hai lõi”. Hai dây này là đôi truyền dữ liệu; thiết bị có thể cần thêm dây tham chiếu Common và cách xử lý shield riêng. Bài viết dưới đây giải thích từ cấu tạo đến cách đối chiếu một yêu cầu cụ thể.

1. RS485, Modbus RTU và BMS khác nhau thế nào?

RS485 quy định đặc tính điện của giao tiếp truyền thông; Modbus RTU quy định cách trao đổi dữ liệu; BMS là hệ thống quản lý tòa nhà. Vì vậy, yêu cầu “cáp cho BMS” vẫn cần làm rõ thiết bị sử dụng cổng và giao thức nào.

Chẳng hạn, yêu cầu “đồng hồ điện truyền Modbus RTU qua RS485” đã xác định rõ hơn yêu cầu “cáp BMS”. Ngược lại, thiết bị dùng Modbus TCP qua Ethernet cần lựa chọn cáp và đầu nối theo giao tiếp Ethernet.

Nguồn phân biệt giao thức và giao tiếp: Modbus over Serial Line V1.02, mục 1.2 và chương 3; Modbus Application Protocol V1.1b3.

2. Cáp RS485 cần có những đặc điểm nào?

Đôi dây xoắn là cấu trúc quan trọng của đường truyền vi sai. Hai dây tín hiệu đi cùng một đôi giúp hạn chế chênh lệch nhiễu tác động lên chúng. Khi đấu nối, không lấy mỗi dây từ một đôi khác nhau chỉ vì thấy đủ hai lõi.

Shield là lớp chắn nhiễu, không phải lớp giáp bảo vệ cơ học. Cáp có thể dùng foil, lưới kim loại hoặc kết hợp cả hai. Có shield chưa đủ để kết luận phù hợp RS485; vẫn cần kiểm thông số điện và yêu cầu thiết bị.

Trở kháng đặc tính thường gặp là 120 Ω, nhưng đây không phải điện trở một lõi đo bằng đồng hồ vạn năng. Trị số, dung sai và điều kiện công bố phải được đối chiếu với thiết kế đường truyền; điện trở kết thúc cũng phải phù hợp.

Nguồn: Texas Instruments — The RS-485 Design Guide, SLLA272D, mục 5–6.

3. Chọn cáp RS485 một đôi hay hai đôi?

Một đôi, hay 1 pair, gồm hai lõi cách điện xoắn với nhau; hai đôi, hay 2 pair, gồm bốn lõi. Cần đếm đủ các mạch mà thiết bị yêu cầu, bao gồm dây Common nếu có, trước khi quyết định số đôi.

Hướng dẫn Modbus Serial Line yêu cầu đôi cân bằng cho tín hiệu và dây Common. Vì vậy, cấu hình “hai dây” mô tả phần dữ liệu, không phải toàn bộ số dây cần thiết của mọi tuyến.

Nguồn: Modbus over Serial Line V1.02, mục 3.6 — Cables.

Hai đôi dây và shield có chức năng khác nhau; số đôi cần chọn theo sơ đồ đấu nối thiết bị.

4. Cách chọn cáp theo thiết bị, tuyến và môi trường

Bắt đầu từ trang hướng dẫn đấu nối của thiết bị, sau đó kiểm các giới hạn của tuyến và đối chiếu mã cáp. Bảng dưới giúp xác định dữ liệu cần lấy ở đâu và cách sử dụng dữ liệu đó.

Không có một chiều dài tối đa dùng chung cho mọi cáp RS485. Khả năng truyền phụ thuộc đồng thời vào tốc độ, cáp, thiết bị và cách bố trí tuyến. Thông tin “truyền xa” không đủ để xác nhận một cấu hình cụ thể.

Tham khảo quan hệ giữa tốc độ và chiều dài: Texas Instruments — AN-1057, mục 5.

Nếu hồ sơ dùng hai hệ đơn vị, có thể tra bảng quy đổi AWG sang mm² để đối chiếu kích thước. Giá trị quy đổi gần đúng không tự xác nhận hai mã cáp thay thế được nhau.

Riêng tuyến BMS dùng BACnet MS/TP

Không lấy nguyên lựa chọn của một tuyến Modbus áp sang toàn bộ mạng BMS. Ví dụ, hướng dẫn TEC3000 của Johnson Controls nêu ba dây NET+, NET− và NET COM cho kết nối RS485. Đây là lý do cần kiểm manual bộ điều khiển cụ thể, kể cả khi hai hệ thống cùng dùng RS485.

Nguồn: Johnson Controls TEC3000 — Wiring the network, LIT-12013267.

5. Ví dụ: đối chiếu PM5110 với cáp LAPP 3800953

Tình huống giả định: một tuyến thu thập điện năng dùng đồng hồ Schneider PowerLogic PM5110, truyền Modbus RTU ở 19.200 baud, chiều dài dự kiến 200 m, lắp cố định trong nhà. Bộ phận mua hàng đang xem LAPP UNITRONIC ST 2919 2Y, mã 3800953 — 2 × 2 × 24 AWG.

Đây là ví dụ cách kiểm hồ sơ, không phải dự án đã thi công hoặc cấu hình đã được hãng phê duyệt. Model gateway, toàn bộ số thiết bị và bản vẽ đấu nối vẫn cần bổ sung.

Đọc yêu cầu từ manual thiết bị

Manual dòng PM5100 xác nhận PM5110 có RS485 và hỗ trợ 19.200 baud. Phần đấu nối yêu cầu cáp có shield, loại hai đôi hoặc 1,5 đôi: một đôi nối tín hiệu (+)/(−), một dây cách điện khác nối các chân C.

Nguồn Schneider Electric, manual EAV15105-EN11: RS-485 wiring và Device specifications.

Đối chiếu từng điều kiện với mã cáp

Nguồn cáp: LAPP — Article No. 3800953; SDB3800765, phiên bản 10, ngày 19/10/2021. Tên tài liệu bao gồm mã 3800765 nhưng bảng quy cách có riêng dòng 3800953; phải đọc đúng dòng đang xét.

Khi đổi mã, hãy đối chiếu lại các yêu cầu bắt buộc: số dây, cỡ dây, thông số truyền dẫn, vỏ, môi trường, kích thước và đầu nối. Việc hai cáp cùng ghi “RS485 24 AWG” mới chỉ cho biết một phần quy cách.

6. Cáp đúng vẫn cần lắp đặt và cấu hình đúng

Sơ đồ nguyên lý tuyến bus; đấu chân và cấu hình kết thúc phải theo manual thiết bị.

• Bố trí tuyến: ưu tiên tuyến bus theo hướng dẫn hệ thống, giữ nhánh rẽ ngắn; không tự chia hình sao để thuận đường thi công.
• Kết thúc đường truyền: đặt hoặc bật chức năng kết thúc tại đúng đầu tuyến; kiểm thiết bị đã có sẵn hay chưa, tránh bật tại mọi node.
• Ký hiệu chân: đối chiếu bảng chân của hai thiết bị, không đoán cực chỉ từ chữ A/B hoặc màu dây.
• Common và shield: làm đúng sơ đồ của hãng; không áp một quy tắc nối đất cho mọi hệ thống và không tự dùng shield thay dây tham chiếu.
• Cài đặt truyền thông: kiểm giao thức, tốc độ, parity và địa chỉ thiết bị; thay cáp không giải quyết được địa chỉ trùng hoặc cài đặt không khớp.

Nguồn: TI AN-1057, mục 3 và 6–7; Schneider Electric — RS-485 network configuration.

7. Xem nhóm cáp phù hợp và chuẩn bị yêu cầu

Sau khi xác định yêu cầu thiết bị và tuyến, bạn có thể xem nhóm cáp tín hiệu ELV, BMS và RS485 tại Hào Phú. Danh mục gồm nhiều loại cáp tín hiệu; từng mã cần được đối chiếu riêng, không mặc định tất cả đều đáp ứng cùng một mạng RS485.

Nếu cần phân biệt các dòng của LAPP trước khi chọn mã, xem thêm các dòng cáp UNITRONIC và phạm vi sử dụng. Khi đã có mã trong BOQ, ưu tiên gửi đúng mã cùng tài liệu thay vì chọn lại chỉ theo tên gọi chung.

Cần gửi gì để đối chiếu và báo giá cáp RS485?