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如何利用RS485接口組網?

時間:2022-04-26瀏覽:1269

配網方式一般采用終端匹配方式,不支持環、星兩種模式。在進行網絡建設時,應注意以下幾個問題:

(1)采用單條總線,將多個節點串在一起,盡量短總線和節點間的引線,使引線上的反射信號對總線上的信號的影響減小。部分錯誤的網絡連接在短距離、低速率下還能工作,但隨著通信距離越來越遠,通信速率越來越高,其不利影響就越來越大,其原因是信號在各支的末端被反射后,與原始信號發生交疊,造成信號質量下降。

(2)要注意母線特性阻抗的連續性,因為當出現不連續時,會出現信號反射現象。出現中斷的原因有以下幾種:一條總線的不同部分使用不同的電纜;一條總線上的收發機太多;另一條分支線太長。另外,在RS485組網時,還應考慮到終端負載電阻的問題,當設備較少,路程較短時,即使不添加終端負載電阻,也可以使整個網絡運行良好,但是,當路程較長時,其性能就會下降。從理論上講,對每一個接收到的數據信號的中間點進行取樣,只要在取樣的初始階段,反射信號的衰減達到一定程度,就可以忽略不計。但這在實際上難以掌握,美國MAXIM公司有篇文章提到一條經驗性的原則可以用來判斷在什么樣的數據速率和電纜長度時需要進行匹配:當信號的轉換時間(上升或下降時間)超過電信號沿總線單向傳輸所需時間的3倍以上時就可以不加匹配。 一般終端匹配采用終端電阻方法, RS-485應在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終端電阻在RS-485網絡中取120Ω。相當于電纜特性阻抗的電阻,因為大多數雙絞線電纜特性阻抗大約在100~120Ω。



網線.png



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,對于功耗限制比較嚴格的系統不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節省大部分功率。但電容C的取值是個難點,需要在功耗和匹配質量間進行折衷。 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。 最近兩年一些公司基于部分企業信息化的實施已完成,工廠中已經鋪設了延伸到車間每個辦公室、控制室的局域網的現狀,推出了串口服務器來取代多串口卡,這主要是利用企業已有的局域網資源減少線路投資,節約成本,相當于通過tcp/ip把多串口卡放在了現場。

傳輸電纜的長度

在使用工業路由器的RS485接口時,對于特定的傳輸線經,從發生器到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數,這個 長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線 徑為0.51mm),線間旁路電容為52.5PF/M,終端負載電阻為100歐 時所得出。(曲線引自GB11014-89附錄A)。由圖中可知,當數據信 號速率降低到90Kbit/S以下時,假定最大允許的信號損失為6dBV時, 則電纜長度被限制在1200M。實際上,圖中的曲線是很保守的,在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如:當數據信號速率為600Kbit/S時,采用24AWG電纜,由圖可知最 大電纜長度是200m,若采用19AWG電纜(線徑為0。91mm)則電纜長 度將可以大于200m; 若采用28AWG 電纜(線徑為0。32mm)則電纜 長度只能小于200m。



電力公專一體2.png



RS485總線在要求通信距離為幾十米到上千米時,廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS-485采用平衡發送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度,能檢測低至200mV的電壓,故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 市場上一般RS-485采用半雙工工作方式,任何時候只能有一點處于發送狀態,因此,發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便,可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分布式系統,其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。

PC與智能設備通訊多借助RS232、RS485、以太網等方式,主要取決于設備的接口規范。但RS232、RS485只能代表通訊的物理介質層和鏈路層,如果要實現數據的雙向訪問,就必須自己編寫通訊應用程序,但這種程序多數都不能符合ISO/OSI的規范,只能實現較單一的功能,適用于單一設備類型,程序不具備通用性。在RS232或RS485設備聯成的設備網中,如果設備數量超過2臺,就必須使用RS485做通訊介質,RS485網的設備間要想互通信息只有通過“主(Master)”設備中轉才能實現,這個主設備通常是PC,而這種設備網中只允許存在一個主設備,其余全部是從(Slave)設備。而現場總線技術是以ISO/OSI模型為基礎的,具有完整的軟件支持系統,能夠解決總線控制、沖突檢測、鏈路維護等問題 。

RS232,RS422,RS485是電氣標準,主要區別就是邏輯如何表示。

RS232使用12V,0,-12V電壓來表示邏輯,(-12V表示邏輯1,12V表示邏輯0),全雙工,最少3條通信線(RX,TX,GND),因為使用絕對電壓表示邏輯,由于干擾,導線電阻等原因,通訊距離不遠,低速時幾十米也是可以的。

RS422,在RS232后推出,使用TTL差動電平表示邏輯,就是兩根的電壓差表示邏輯,RS422定義為全雙工的,所以最少要4根通信線(一般額外地多一根地線),一個驅動器可以驅動最多10個接收器(即接收器為1/10單位負載),通訊距離與通訊速率有關系,一般距離短時可以使用高速率進行通信,速率低時可以進行較遠距離通信,一般可達數百上千米。

RS485,在RS422后推出,絕大部分繼承了422,主要的差別是RS485可以是半雙工的,而且一個驅動器的驅動能力至少可以驅動32個接收器(即接收器為1/32單位負載),當使用阻抗更高的接收器時可以驅動更多的接收器。所以現在大多數全雙工485驅動/接收器對都是標:RS422/485的,因為全雙工RS485的驅動/接收器對一定可以用在RS422網絡。


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