定義
RS-485標準是美國EIA(電子工業(yè)聯合會)公布的串行通信協議,采有用平衡式發(fā)送,差分式接收的數據收發(fā)器來驅動總線。它比RS-232標準信號傳輸距離長、速度快、抗干擾性能好,廣泛應用于各種工業(yè)、樓宇、能源等領域。
因為RS-485的遠距離、多節(jié)點(32個)以及傳輸線成本低的特性,使得EIA RS-485成為工業(yè)應用中數據傳輸的標準。
具體規(guī)格要求:
● 接收器的輸入電阻RIN≥12kΩ;
● 驅動器能輸出±7V的共模電壓;
● 輸入端的電容≤50pF ;
● 在節(jié)點數為32個,配置了120Ω的終端電阻的情況下,驅動器至少還能輸出電壓1.5V;
● 接收器的輸入靈敏度為200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V,表示信號“0”;(V+)-(V-)≤-0.2V,表示信號“1”)。
總線結構
RS-485支持半雙工或全雙工模式,網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構,不支持環(huán)形或星型網絡。采用一條總線將各個節(jié)點串接起來,從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短,以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響zui低。如果需要使用星型結構,就必須使用485中繼器或者485中繼器才可以。如下圖:
RS-485工業(yè)總線標準要求各設備之間采用菊花鏈式連接方式,兩頭必須接有120Ω終端電阻(如圖1)。簡化連接可采用圖2,但“D”段距離不得超過7 米。
RS-485zui大的通信距離約為1219M,zui大傳輸速率為10Mb/S,傳輸速率與傳輸距離成反比,在100Kb/S的傳輸速率下,才可以達到zui大的通信距離,如果需傳輸更長的距離,需要加485中繼器。
RS-485總線一般zui大支持32個節(jié)點,如果使用特制的485芯片,可以達到128個或者256個節(jié)點,zui大的可以支持到400個節(jié)點。
RS485總線傳輸介質
● 485信號線應為雙絞線,在外面加上屏蔽層作為地線,將485網絡中485設備連接起來,并且在一個點可靠接地。
● 應優(yōu)先采用各系統獨立供電方案,不要采用一臺大電源給系統并聯供電,同時電源線(交直流)不能與RS-485信號線共用同一股多芯電纜。
● RS-485信號線宜選用截面積0.75mm2以上雙絞線而不是平直線。對于每個小容量直流電源選用線性電源比選用開關電源更合適。
● 485總線隨著傳輸距離的延長,會產生回波反射信號,如果485總線的傳輸距離如果超過100米建議施工時在485通訊的開始端和結束端120歐姆的終端電阻。
● 如果485總線上的485設備比較多的話,建議使用帶有電源的485轉換器,無源型的485轉換器由于是從串口竊電,供電能力不是很足,負載能力不夠。
當使用0.56mm2(24AWG)雙絞線作為通訊電纜時,根據波特率的不同,zui大傳輸距離理論值如下表:
RS485布線施工
● 485信號線不可以和強電電源線一同走線;
● 485信號線不可以使用平行線、非屏蔽線作為布線。應采用屏蔽雙絞線布線;
● 485信號線不可以使用普通的超五類屏蔽雙絞線;
● 485布線不可以任意布設成星型接線與樹形接線。485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線,一旦沒有借助485集線器和485中繼器直接布設成星型連接和樹形連接,很容易造成信號反射導致總線不穩(wěn)定;
● 485總線必須要接地。在很多技術文檔中,都提到485總線必須要接地,但是沒有詳細的提出如何接地。嚴格的說,485總線必須要單點可靠接地。單點就是整個485總線上只能是有一個點接地,不能多點接地,因為將其接地是因為要將地線(一般都是屏蔽線作地線)上的電壓保持一致,防止共模干擾,如果多點接地適得其反。
RS485故障處理辦法
RS-485是一種低成本、易操作的通信系統,但是穩(wěn)定性弱、同時相互牽制性強,通常有一個節(jié)點出現故障會導致系統整體或局部的癱瘓,而且又難以判斷。下面是幾種常用的故障處理辦法:
1、若出現系統*癱瘓,大多因為某節(jié)點芯片的VA、VB被電源擊穿,使用萬用表測VA、VB間差模電壓為零,而對地的共模電壓大于3V,此時可通過測共模電壓大小來排查;
2、總線連續(xù)幾個節(jié)點不能正常工作。一般是由其中的一個節(jié)點故障導致的。一個節(jié)點故障會導致鄰近的2~3個節(jié)點(一般為后續(xù))無法通信,因此將其逐一與總線脫離,如某節(jié)點脫離后總線能恢復正常,說明該節(jié)點故障;
3、集中供電的RS-485系統在上電時常常出現部分節(jié)點不正常,但每次又不*一樣。這是由于對RS-485的收發(fā)控制端TC設計不合理,造成系統上電時節(jié)點收發(fā)狀態(tài)混亂從而導致總線堵塞。改進的方法是將各系統加裝電源開關然后分別上電,或者采用電源隔離做法。
4、系統基本正常但偶爾會出現通信失敗。一般是由于網絡施工不合理導致系統可靠性處于臨界狀態(tài),改變走線或增加中繼模塊。應急方法之一是將出現失敗的節(jié)點更換成性能更優(yōu)異的芯片。或者增加485中繼器使用
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