RS485 vs RS422: welcher differentielle Bus für Modbus?
RS485 vs RS422 für Installateure: Anzahl Sender, Vollduplex oder Halbduplex, und warum Modbus RS485 wählt. Dazu, wann RS422 besser passt.
Die Frage rs485 vs rs422 stellt sich, sobald Sie eine differentielle serielle Verbindung aufbauen und zwei Normen sehen, die auf dem Papier fast gleich aussehen. Beide übertragen ihr Signal als Differenz zweier Leitungen, beide erreichen gut einen Kilometer, und beide nutzen dieselben seriellen Einstellungen. Trotzdem wählt Modbus RTU durchgängig RS485 und nicht RS422, und das ist kein Zufall. Der Unterschied liegt darin, wie viele Geräte senden dürfen und in welche Richtung der Verkehr läuft, nicht in der Entfernung. Dieser Leitfaden vergleicht RS485 und RS422 so, wie Sie ihnen in der Praxis begegnen: an einem Energiezähler, einem Wechselrichter, einem älteren Antrieb oder einem Encoder.
Sie lesen, wie viele Sender und Empfänger jede Norm verträgt, warum nur RS485 einen echten Multidrop-Bus bildet, ob die Entfernung zählt, welche Modbus erwartet, und wann RS422 die saubere Wahl bleibt.
Kernpunkte
- RS485 (TIA/EIA-485-A) ist ein Multipoint-Bus: bis zu 32 Unit Loads auf einem Paar, jeder Teilnehmer kann senden, 2-adrig Halbduplex oder 4-adrig Vollduplex.
- RS422 (TIA/EIA-422-B) hat genau einen Sender und bis zu 10 Empfänger, immer Vollduplex über 4 Adern. Der Treiber ist dauerhaft aktiv.
- Modbus RTU erwartet RS485, weil mehrere Slaves nacheinander auf denselben Adern antworten müssen. Die Entfernung zählt nicht: beide erreichen etwa 1200 m.
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- Die 10 häufigsten Fehler und wie Sie sie erkennen
Schnellurteil: welche brauchen Sie?
RS485 und RS422 sind beide differentielle Normen der physikalischen Schicht. Sie legen Spannungspegel und Verdrahtung fest, nicht die Bedeutung der Daten. Wählen Sie nach der Anzahl der Sender und der Richtung, nicht nach Entfernung oder Geschwindigkeit.
- Wählen Sie RS485, wenn mehrere Geräte auf einem Bus sprechen sollen, etwa ein Modbus-RTU-Feldnetz aus Zählern, Wechselrichtern oder Wärmepumpen. Jeder Teilnehmer sendet abwechselnd auf demselben Paar.
- Wählen Sie RS422, wenn eine Quelle kontinuierlich und gleichzeitig an einen oder mehrere feste Empfänger sendet, etwa ein Encoder, eine Antriebsschnittstelle oder eine Anzeigeleitung, und Sie das gleichzeitige Senden und Empfangen von Vollduplex behalten wollen.
Auf einen Blick: RS485 vs RS422 im Vergleich
Die Tabelle fasst die Spezifikationen zusammen, nach denen Installateure am häufigsten fragen. Die Werte stammen aus den Normen TIA-485-A und TIA-422-B und aus der Übersichtsnote von Texas Instruments (SLLA070D).
| Aspekt | RS422 | RS485 |
|---|---|---|
| Norm | TIA/EIA-422-B | TIA/EIA-485-A |
| Signal | Differentiell | Differentiell |
| Sender pro Leitung | 1 (dauerhaft aktiv) | Bis 32 Unit Loads (Tri-State) |
| Empfänger | Bis 10 | Bis 32 Unit Loads gesamt |
| Topologie | Ein Sender an mehrere Empfänger | Multidrop-Bus |
| Duplex und Adern | Vollduplex, 4 Adern | 2-adrig Halbduplex oder 4-adrig Vollduplex |
| Max. Kabellänge | Bis etwa 1200 m | Bis etwa 1200 m |
| Max. Geschwindigkeit | Bis 10 Mbit/s | Bis 10 Mbit/s |
| Abschlusswiderstand | 120 Ohm am Empfängerende | 120 Ohm an beiden Busenden |
| Typische Modbus-Rolle | Kein Modbus-Bus | Der Standard-Feldbus |
Was ist der echte Unterschied zwischen RS485 und RS422?
Der echte Unterschied zwischen RS485 und RS422 ist die Anzahl der Sender, die eine Leitung verträgt. RS422 definiert genau einen Treiber pro Leitung plus maximal 10 Empfänger (Unit Loads; eine Unit Load ist 4 kOhm). RS485 hebt das auf 32 Unit Loads auf einem Bus, und jeder Teilnehmer darf senden. Laut der Application Note von Renesas (AN1989) gelingt das, weil RS485-Treiber Tri-State sind: sie gehen hochohmig, sobald sie nicht senden, sodass mehrere Sender dasselbe Paar teilen können, ohne sich kurzzuschließen.
Ein RS422-Treiber kann das nicht. Er ist dauerhaft aktiv, also kann nur ein Gerät auf einer Leitung sprechen. Deshalb spricht die Norm von einem Sender, der an Empfänger broadcastet, und nicht von einem Bus, auf dem alle abwechselnd senden. Ein zweiter Unterschied ist die Treiberstärke: Analog Devices (AN-960) nennt mindestens +/-55 mA für RS485 gegen +/-20 mA für RS422. Ein RS485-Treiber kann daher eine RS422-Anwendung versorgen, umgekehrt nicht.
Erreicht RS422 dieselbe Entfernung wie RS485?
Ja, die Entfernung ist kein Unterscheidungsmerkmal. Beide Normen sind differentiell und erreichen bis 10 Mbit/s auf kurzer Strecke und bis etwa 1200 m bei niedrigeren Bitraten. Texas Instruments beschreibt in SLLA272 dieselbe Kurve für RS485: unter etwa 100 kbps bleibt die Grenze bei rund 1200 m, darüber sinkt die maximale Länge etwa umgekehrt proportional zur Bitrate, bis auf etwa 120 m bei 1 Mbps. RS422 folgt in der Praxis derselben Kurve, denn es ist dieselbe differentielle elektrische Familie.
Wer bei der Entfernung zwischen RS485 und RS422 zögert, stellt die falsche Frage. Beide überbrücken dieselben Meter. Die Kabelwahl zählt allerdings für diese Entfernung, deshalb haben wir eine eigene RS485-Kabel-Auswahlanleitung geschrieben, die auch für RS422 gilt.
Nutzt Modbus RS485 oder RS422?
Modbus wählt RS485. Die modbus.org Modbus over Serial Line Specification and Implementation Guide V1.02 nennt RS485 zweiadrig als erforderliche Schnittstelle für eine Modbus Serial Line, RS485 vieradrig als Option, und nennt RS422 nicht als Modbus-Bus. Der Grund folgt direkt aus dem Unterschied oben. Ein Modbus-RTU-Master pollt seine Slaves nacheinander, und jeder Slave antwortet der Reihe nach auf denselben Adern. Das erfordert mehrere Tri-State-Sender auf einer Leitung, also RS485.
Bei RS422 kann nur ein Gerät die Rücksende-Leitung treiben, also könnte nur ein Slave jemals antworten. Auch ein vieradriger Modbus-Bus nutzt deshalb RS485-Transceiver auf dem Slave-Rücksendepaar, nicht RS422. Ein RS485-Segment trägt 32 Unit Loads, in der Praxis einen Master und bis zu 31 Slaves; mit Fractional-Unit-Load-Transceivern oder einem Repeater erweitern Sie das auf 256 Knoten. Jede Modbus-Adresse läuft von 1 bis 247, wie in Modbus RTU erklärt beschrieben. Das ist unabhängig von der Wahl zwischen Modbus RTU und Modbus TCP, die die Nachrichtenverpackung betrifft und nicht die Leitung.
Wann ist RS422 doch die bessere Wahl?
RS422 ist die bessere Wahl, wenn eine Quelle kontinuierlich und gleichzeitig an feste Empfänger sendet, ohne abzuwechseln. Weil der Treiber dauerhaft aktiv ist, gibt es keine Bus-Arbitrierung und keine Umschaltzeit zwischen Senden und Empfangen. Das macht RS422 stark für:
- Encoder- und Servo-Rückführung, bei der die Position kontinuierlich und ohne Verzögerung ankommen muss;
- lange Vollduplex-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mit gleichzeitigem Senden und Empfangen;
- Geräte, die RS422 ausdrücklich vorschreiben, etwa manche Industrieantriebe, Messinstrumente und Anzeigebusse.
Kurz gesagt glänzt RS422 bei einem festen, gleichzeitigen Strom von einer Quelle zu Zuhörern. Sobald Sie mehrere Geräte auf einer gemeinsamen Leitung auslesen wollen, wechseln Sie zu RS485. Für den Vergleich mit der älteren single-ended seriellen Welt lesen Sie auch RS485 vs RS232.
Wann eine Gateway die Antwort ist
In bestehenden Anlagen finden Sie fast immer einen RS485-Modbus-Bus und manchmal ein einzelnes RS422-Gerät daneben. Wollen Sie diese Daten in der Cloud sehen, ist eine Modbus-Gateway die saubere Brücke. Auf der seriellen Seite liest sie den RS485-Bus; auf der anderen Seite veröffentlicht sie die Register als Modbus TCP über Ethernet oder sendet sie ausgehend an eine Cloud-Plattform. Die RS485-Verkabelungsanleitung behandelt die Verdrahtung dieses Busses im Detail.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen RS485 und RS422?
RS422 hat genau einen Sender und bis zu 10 Empfänger, immer Vollduplex über 4 Adern, mit einem dauerhaft aktiven Treiber. RS485 unterstützt bis zu 32 Unit Loads auf einem Bus, wobei jeder Knoten Tri-State sendet und so eine gemeinsame Leitung teilt. Beide sind differentiell und erreichen etwa 1200 m.
Ist RS422 Vollduplex und RS485 Halbduplex?
RS422 ist immer Vollduplex über 4 Adern, mit getrenntem Sende- und Empfangspaar. RS485 ist zweiadrig Halbduplex als Standard, kennt aber auch eine vieradrige Vollduplex-Option. Das echte Unterscheidungsmerkmal ist nicht Duplex, sondern die Anzahl der Sender, die eine Leitung teilen dürfen.
Wie viele Teilnehmer unterstützen RS485 und RS422?
RS422 unterstützt einen Sender und bis zu 10 Empfänger auf einer Leitung. RS485 unterstützt bis zu 32 Unit Loads je Segment, in der Praxis einen Master und bis zu 31 Slaves. Mit Fractional-Unit-Load-Transceivern oder einem Repeater erweitern Sie einen RS485-Bus auf 256 Knoten.
Nutzt Modbus RS485 oder RS422?
Modbus nutzt RS485. Die modbus.org Modbus over Serial Line Spezifikation V1.02 nennt RS485 zweiadrig als erforderliche Schnittstelle und RS485 vieradrig als Option. RS422 wird nicht als Modbus-Bus genannt, weil nur ein RS422-Sender eine Leitung treiben kann und Slaves daher nicht abwechselnd antworten können.
Kann man RS422 in RS485 umwandeln?
Ja, mit einem Konverter oder einem geeigneten Transceiver. Ein RS485-Treiber kann zudem eine RS422-Anwendung versorgen, weil er stärker ist (mindestens +/-55 mA gegen +/-20 mA). Umgekehrt geht es nicht: ein RS422-Treiber kann keinen gemeinsamen RS485-Bus bedienen, weil er nicht in Tri-State geht.
Erreicht RS422 dieselbe Entfernung wie RS485?
Ja. Beide sind differentiell und erreichen bis 10 Mbit/s auf kurzer Strecke und bis etwa 1200 m bei niedrigeren Bitraten, mit derselben umgekehrt proportionalen Kurve zwischen Länge und Geschwindigkeit. Die Entfernung ist also kein Grund, zwischen RS485 und RS422 zu wählen; Anzahl der Sender und Richtung entscheiden.
Wann wählt man RS422 statt RS485?
Wählen Sie RS422, wenn eine Quelle kontinuierlich und gleichzeitig an feste Empfänger sendet, ohne abzuwechseln, etwa Encoder-Rückführung, Servo-Schnittstellen oder eine Anzeigeleitung. Für ein Modbus-RTU-Netz mit mehreren Geräten auf einem gemeinsamen Bus wählen Sie immer RS485.
Fazit
RS485 und RS422 sind keine Rivalen, sondern zwei Antworten auf verschiedene Fragen. RS422 ist die Vollduplex-Verbindung für eine Quelle, die kontinuierlich und gleichzeitig an feste Empfänger sendet, und behält ihren Platz an Encodern, Antrieben und Anzeigeleitungen. RS485 ist der Multipoint-Bus, auf dem bis zu 32 Knoten abwechselnd über ein abgeschlossenes Paar senden, und deshalb ist die Modbus-Serial-Spezifikation darum herum gebaut. Die Entfernung entscheidet nie zwischen beiden, denn beide erreichen dieselben etwa 1200 m. Wollen Sie einen bestehenden RS485-Modbus-Bus in die Cloud heben, ist eine Gateway mit ausgehendem TLS die saubere Brücke, die Ihre Verkabelung genau so lässt, wie sie ist.
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