RS485通訊接線特點
● 距離:最大通訊距離約1200m;
● 節點:最大支持32個節點;
RS485布線規范
1.選擇合格的電纜
此為最基本項,線材需選擇合格的電纜,一般建議選擇4芯屏蔽線,通訊效果更好。
2.RS485總線必須要接地
嚴格來說必須要單點可靠接地,單點就是整個485總線上只能有一個點接地,不能多點接地,防止共模干擾。接地時整個線路的地線必須要有良好的接觸,從而保證電壓一致。
3.RS485信號線不可和強電電源線一同走線
在施工中,有時工人為圖方便會直接將同一管線中的RS485信號線與電源線綁在一起,此時強電的電磁信號會對弱電進行干擾,從而導致RS485信號不穩定、通訊不暢,需避免一同走線。
4.RS485布線不可布置成星型或樹形接線
必須要手拉手的布線,若直接設為星型連接或樹形連接,很容易造成信號反射導至總線不穩定。(在接下來的內容中會反復強調)
連接示意圖
RS485通訊的基本知識
在工業測控和數據采集系統的數據通信中,需要利用計算機通過串行接口與設備進行數據傳輸,被廣泛應用的串行通訊接口有RS232、RS485等。
RS485采用了平衡發送和差分接收接口標準。在發送端將串行口的TTL電平信號轉換成差分信號由A、B兩線輸出,經過屏蔽線傳輸到接收端后,再將差分信號還原成TTL電平信號,
因此具有極強的抗共模干擾能力。
RS-485采用半雙工工作方式,支持多點數據通信。
RS-485總線網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構。即采用一條總線將各個節點串接起來,不支持環形或星型網絡。如果需要使用星型結構,就必須使用485中繼器或者485集
線器。RS-485總線一般最大支持32個節點,如果使用特制的485芯片,可以達到256個節點或更多。
為了在傳輸過程的數據保持穩定性,RS485總線的設計和施工應注意以下幾點:
1.關于接地問題
電子系統接地很重要的,但常常被忽視。接地處理不當往往會導致電子系統不穩定工作甚至危機系統安全。因為基地系統不合理會影響整個網絡的穩定性,尤其是在工作環境比較惡劣和傳輸距離較遠的情況下,對于接地的要求更為嚴格。否則接口損壞率高。由于RS485總線傳輸的是一對差分信號,通常將屏蔽層接地。值得注意的是,這種做法僅對高阻型共模干擾有效,由于干擾源內阻大,短接后不會形成很大的接地環路電流,對于通信不會有很大影響。當共模干擾源內阻較低時,會在接地線上形成較大的環路電流,影響正常通信。可以采取以下三種措施:
a、如果干擾源內阻不是非常小,可以在接地線上加限流電阻以限制干擾電流。接地電阻的增加可能會使共模電壓升高,但只要控制在適當的范圍內就不會影響正常通信。
b、采用浮地技術,隔斷接地環路。這是較常用也是十分有效的一種方法,當共模干擾內阻很小時上述方法已不能奏效,此時可以考慮將引入干擾的節點(例如處于惡劣的工作環境的現場設備)浮置起來(也就是系統的電路地與機殼或大地隔離),這樣就隔斷了接地環路,不會形成很大的環路電流。
c、采用隔離接口。有些情況下,出于安全或其它方面的考慮,電路地必須與機殼或大地相連,不能懸浮,這時可以采用隔離接口來隔斷接地回路,但是仍然應該有一條地線將隔離側的公共端與其它接口的工作地相連。
2.關于現場干擾源的問題
如果工業現在的干擾源非常復雜,很有可能存在很高的共模電壓。當共模電壓大于+12V或者小于-9V時,就超過了485接收器的極限接收電壓,接收器會無法正常工作,嚴重時會損壞設備。此時在485總線中使用485關隔離中繼器,消除共模電壓。
3.關于匹配的問題
當485總線的傳輸距離超過300m,485總線網絡上會產生回波反射信號,建議在485網絡的開始和末端分別并接一個120Ω電阻。而處于中間部分的節點則不能接入終端電阻,否則將導致通訊出錯。這種匹配方法簡單有效,但有一個缺點,匹配電阻要消耗較大功率,另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配,利用一只電容隔斷直流成分可以節省大部分功率。但電容的取值是個難點,需要在功耗和匹配質量將進行折衷。
還有一種采用二極管的匹配方法,這種方案雖未實現真正的“匹配”,但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號,達到改善信號質量的目的,節能效果顯著。
4.關于布線的問題
一般采用手牽手的總線連接結構,不要采用星型連接結構,容易會產生反射信號,影響通訊質量。