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行業(yè)動(dòng)態(tài)
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如何利用RS485接口組網(wǎng)?

時(shí)間:2023-04-26瀏覽:1273

配網(wǎng)方式一般采用終端匹配方式,不支持環(huán)、星兩種模式。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí),應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:

(1)采用單條總線(xiàn),將多個(gè)節(jié)點(diǎn)串在一起,盡量短總線(xiàn)和節(jié)點(diǎn)間的引線(xiàn),使引線(xiàn)上的反射信號(hào)對(duì)總線(xiàn)上的信號(hào)的影響減小。部分錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)連接在短距離、低速率下還能工作,但隨著通信距離越來(lái)越遠(yuǎn),通信速率越來(lái)越高,其不利影響就越來(lái)越大,其原因是信號(hào)在各支的末端被反射后,與原始信號(hào)發(fā)生交疊,造成信號(hào)質(zhì)量下降。

(2)要注意母線(xiàn)特性阻抗的連續(xù)性,因?yàn)楫?dāng)出現(xiàn)不連續(xù)時(shí),會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射現(xiàn)象。出現(xiàn)中斷的原因有以下幾種:一條總線(xiàn)的不同部分使用不同的電纜;一條總線(xiàn)上的收發(fā)機(jī)太多;另一條分支線(xiàn)太長(zhǎng)。另外,在RS485組網(wǎng)時(shí),還應(yīng)考慮到終端負(fù)載電阻的問(wèn)題,當(dāng)設(shè)備較少,路程較短時(shí),即使不添加終端負(fù)載電阻,也可以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行良好,但是,當(dāng)路程較長(zhǎng)時(shí),其性能就會(huì)下降。從理論上講,對(duì)每一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)的中間點(diǎn)進(jìn)行取樣,只要在取樣的初始階段,反射信號(hào)的衰減達(dá)到一定程度,就可以忽略不計(jì)。但這在實(shí)際上難以掌握,美國(guó)MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗(yàn)性的原則可以用來(lái)判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長(zhǎng)度時(shí)需要進(jìn)行匹配:當(dāng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間(上升或下降時(shí)間)超過(guò)電信號(hào)沿總線(xiàn)單向傳輸所需時(shí)間的3倍以上時(shí)就可以不加匹配。 一般終端匹配采用終端電阻方法, RS-485應(yīng)在總線(xiàn)電纜的開(kāi)始和末端都并接終端電阻。終端電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻,因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線(xiàn)電纜特性阻抗大約在100~120Ω。



網(wǎng)線(xiàn).png



這種匹配方法簡(jiǎn)單有效,但有一個(gè)缺點(diǎn),匹配電阻要消耗較大功率,對(duì)于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)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(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個(gè)難點(diǎn),需要在功耗和匹配質(zhì)量間進(jìn)行折衷。 還有一種采用二極管的匹配方法,這種方案雖未實(shí)現(xiàn)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(hào),達(dá)到改善信號(hào)質(zhì)量的目的,節(jié)能效果顯著。 最近兩年一些公司基于部分企業(yè)信息化的實(shí)施已完成,工廠(chǎng)中已經(jīng)鋪設(shè)了延伸到車(chē)間每個(gè)辦公室、控制室的局域網(wǎng)的現(xiàn)狀,推出了串口服務(wù)器來(lái)取代多串口卡,這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線(xiàn)路投資,節(jié)約成本,相當(dāng)于通過(guò)tcp/ip把多串口卡放在了現(xiàn)場(chǎng)。

傳輸電纜的長(zhǎng)度

在使用工業(yè)路由器的RS485接口時(shí),對(duì)于特定的傳輸線(xiàn)經(jīng),從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù),這個(gè) 長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速率的關(guān)系曲線(xiàn)是使用24AWG銅芯雙絞電話(huà)電纜(線(xiàn) 徑為0.51mm),線(xiàn)間旁路電容為52.5PF/M,終端負(fù)載電阻為100歐 時(shí)所得出。(曲線(xiàn)引自GB11014-89附錄A)。由圖中可知,當(dāng)數(shù)據(jù)信 號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí),假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí), 則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上,圖中的曲線(xiàn)是很保守的,在實(shí) 用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。 當(dāng)使用不同線(xiàn)徑的電纜。則取得的最大電纜長(zhǎng)度是不相同的。例 如:當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率為600Kbit/S時(shí),采用24AWG電纜,由圖可知最 大電纜長(zhǎng)度是200m,若采用19AWG電纜(線(xiàn)徑為0。91mm)則電纜長(zhǎng) 度將可以大于200m; 若采用28AWG 電纜(線(xiàn)徑為0。32mm)則電纜 長(zhǎng)度只能小于200m。



電力公專(zhuān)一體2.png



RS485總線(xiàn)在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí),廣泛采用RS-485 串行總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度,能檢測(cè)低至200mV的電壓,故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 市場(chǎng)上一般RS-485采用半雙工工作方式,任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài),因此,發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便,可以省掉許多信號(hào)線(xiàn)。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng),其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。

PC與智能設(shè)備通訊多借助RS232、RS485、以太網(wǎng)等方式,主要取決于設(shè)備的接口規(guī)范。但RS232、RS485只能代表通訊的物理介質(zhì)層和鏈路層,如果要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向訪(fǎng)問(wèn),就必須自己編寫(xiě)通訊應(yīng)用程序,但這種程序多數(shù)都不能符合ISO/OSI的規(guī)范,只能實(shí)現(xiàn)較單一的功能,適用于單一設(shè)備類(lèi)型,程序不具備通用性。在RS232或RS485設(shè)備聯(lián)成的設(shè)備網(wǎng)中,如果設(shè)備數(shù)量超過(guò)2臺(tái),就必須使用RS485做通訊介質(zhì),RS485網(wǎng)的設(shè)備間要想互通信息只有通過(guò)“主(Master)”設(shè)備中轉(zhuǎn)才能實(shí)現(xiàn),這個(gè)主設(shè)備通常是PC,而這種設(shè)備網(wǎng)中只允許存在一個(gè)主設(shè)備,其余全部是從(Slave)設(shè)備。而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是以ISO/OSI模型為基礎(chǔ)的,具有完整的軟件支持系統(tǒng),能夠解決總線(xiàn)控制、沖突檢測(cè)、鏈路維護(hù)等問(wèn)題 。

RS232,RS422,RS485是電氣標(biāo)準(zhǔn),主要區(qū)別就是邏輯如何表示。

RS232使用12V,0,-12V電壓來(lái)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(xiàn)(RX,TX,GND),因?yàn)槭褂媒^對(duì)電壓表示邏輯,由于干擾,導(dǎo)線(xiàn)電阻等原因,通訊距離不遠(yuǎn),低速時(shí)幾十米也是可以的。

RS422,在RS232后推出,使用TTL差動(dòng)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(xiàn)(一般額外地多一根地線(xiàn)),一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)最多10個(gè)接收器(即接收器為1/10單位負(fù)載),通訊距離與通訊速率有關(guān)系,一般距離短時(shí)可以使用高速率進(jìn)行通信,速率低時(shí)可以進(jìn)行較遠(yuǎn)距離通信,一般可達(dá)數(shù)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(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力至少可以驅(qū)動(dòng)32個(gè)接收器(即接收器為1/32單位負(fù)載),當(dāng)使用阻抗更高的接收器時(shí)可以驅(qū)動(dòng)更多的接收器。所以現(xiàn)在大多數(shù)全雙工485驅(qū)動(dòng)/接收器對(duì)都是標(biāo):RS422/485的,因?yàn)槿p工RS485的驅(qū)動(dòng)/接收器對(duì)一定可以用在RS422網(wǎng)絡(luò)。


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