485总线技术

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485总线结构的布线规范及调试方法

485总线结构的布线规范及调试方法

485总线结构的布线规范及调试方法一、布线规范1、控制器通讯线(包括485/422、232和韦根等通讯线)必须采用国际通用的8芯屏蔽双绞线,这样可有效防止和屏蔽干扰。

线径大于0.3mm总线长度不超过1200建议在1000米以内,如果更长请选用其它专用485/232转换器或者加中继器,并选用更粗的通讯电缆。

控制器GND 485- 485+分别对应连接485转换器GND TD(A) TD(B),通讯线路采用串联挂接式连接,请勿采用星型连接或者局部星型连接(如图二)。

如果线路过长和设备过多,请在最后一台设备上增加终端电阻(有跳线加载)总线最多可挂接128台控制器。

(图二、控制器与计算机相连)2、其设备用线不得走强电凿或是强电线管。

如因环境所限,要平行走线,则要远离50CM以上。

二、安全事项注意1、虽然控制器已经具备了防静电和防雷击设计,但是请确保电源和机箱的良好接地,以保障电路不被静电、雷电和其他设备漏电所伤害,长时间稳定运行。

2、请勿带电拔插接线端子,或者带电焊接操作,焊接接线时应该先拔下所对应的接线座。

3、请勿私自拆卸控制器上的元器件,这样有可能会引起系统信息的丢失或芯片损害。

4、本控制器可以直接外挂UPS不间断电源,保证停电后系统仍然可以继续工作。

系统配备掉电保护装置,即使停电系统设置信息和记录也不会丢失。

5、尽量避免将控制器电源和其他大电流工作设备接在同一电源上。

485施工常见错误现象485线路不使用双绞线,或者使用低档的无源转换器!485通讯线不能走星型连接,必须走规范的手牵手的总线模式。

如果485走线不规范或者超出通讯范围,会出现通讯不上或者有时通讯上有时通讯不上的现象。

485传输是差模传输模式,只有485+和485- 互为双绞,才能使得485传输模式受到的干扰最小,传输最远,传输质量最好。

有些工程商不采用双绞线会使得干扰很大,有些工程商误以为线粗一些传输质量会好,将双绞线合成一股,另外一台双绞线也合成一股,这样适得其反,反而大幅度降低了通讯质量。

485通信讲解解析

485通信讲解解析

485通信讲解解析一、485通信基本原理1.电气特性:485通信使用差分信号传输,即使用两条信号线(A线和B线),其中A线发送正信号,B线发送负信号。

由于差分信号传输,可以抵抗电磁干扰,提高抗干扰能力。

2.总线结构:485通信采用多机共享方式,多个设备可通过一个总线实现通信,适用于复杂环境和多设备通信。

3.数据帧结构:485通信使用异步串行方式传输数据,数据帧结构包括起始位、数据位、校验位和停止位,其中校验位用于校验数据的正确性。

4.总线特性:485通信采用半双工通信方式,即发送和接收不能同时进行,但可以通过控制发送和接收的时间来实现全双工通信。

二、485通信案例解析考虑一个工业自动化系统,包括控制主机、传感器和执行器,需要通过485通信实现主机和外部设备的数据交换。

以下是一个简单的案例解析:1.系统拓扑结构该系统采用485总线结构,控制主机(主站)通过一个串口连接到总线上,传感器和执行器(从站)通过各自的接口连接到总线上,形成一个多机共享的通信网络。

2.数据帧结构主机和从站的数据交换使用标准的485数据帧结构,包含起始位、数据位、校验位和停止位。

主机发送数据时,先发送起始位,然后发送数据位,再发送校验位,最后发送停止位。

从站接收数据时,根据起始位进行同步,然后根据数据位解析数据。

3.通信规约该系统使用Modbus协议作为通信规约,Modbus协议是一种通用的工业通信协议,广泛应用于自动化领域。

主机和从站之间通过Modbus命令进行数据交换。

4.数据交换过程主机发送数据时,首先通过Modbus命令指定从站地址和操作类型,然后发送数据内容。

从站接收到数据后,根据Modbus命令解析数据,并执行相应的操作。

从站接收到数据后,可以通过发送响应数据给主机,告知操作结果。

5.系统特点该系统采用了485通信,具有较强的抗干扰能力,适用于工业环境中的噪声和干扰场景。

通过485总线结构,可以方便地扩展和管理多个设备,实现多机共享通信。

485总线协议

485总线协议

485总线协议简介485总线协议是一种常用的串行通信协议,用于在远距离通信中传输数据。

它可以实现多个设备之间的双向通信,具备高可靠性和抗干扰能力。

本文将介绍485总线协议的基本原理、通信方式以及应用案例。

基本原理485总线协议采用差分信号传输,即通过两根信号线来传输数据。

其中,一根线为A线,另一根线为B线。

通过在这两根线之间传输电压差来表示二进制数据。

当A线高电平,B线低电平时,表示逻辑1;当A线低电平,B线高电平时,表示逻辑0。

通过这种方式,485总线协议实现了数据的传输。

通信方式485总线协议支持两种主要的通信方式:半双工和全双工。

半双工通信在半双工通信中,数据的传输是单向的,即一次只能有一个设备发送数据,其他设备只能接收数据。

设备在发送数据之前必须先获取总线的控制权,然后开始发送数据。

其他设备在接收到数据后,可以进行相应的处理。

半双工通信适用于需要轮流发送数据的场景,如监控系统中的传感器数据采集。

全双工通信在全双工通信中,数据的传输是双向的,即多个设备可以同时发送和接收数据。

设备之间不需要获取控制权,可以自由地发送和接收数据。

全双工通信适用于需要设备之间实时交互的场景,如工业自动化系统中的控制指令传输。

应用案例485总线协议在各个领域都有广泛的应用。

下面将介绍几个典型的应用案例:工业自动化在工业自动化系统中,485总线协议被广泛应用于传感器和执行器之间的数据传输。

通过485总线,可以实现对温度、压力、流量等参数进行实时监控和控制。

工业自动化系统通常包括多个设备,通过485总线协议可以实现设备之间的高效通信,提高生产效率和质量。

楼宇自控楼宇自控系统是对大型建筑物进行智能化管理的重要手段。

485总线协议在楼宇自控系统中扮演了重要的角色。

通过485总线协议,可以实现对灯光、空调、安防等设备的集中控制和管理。

这样可以提高楼宇的能源利用率,降低运营成本。

环境监测环境监测系统通常需要监测大面积的环境参数,如气温、湿度、气体浓度等。

485总线工作原理

485总线工作原理

485总线工作原理
485总线是一种串行通信协议,用于在计算机系统、工业自动
化和控制系统等领域进行数据通信。

它的工作原理如下:
1. 物理层:485总线使用差分收发器来处理电信号。

发送方将
逻辑高电平表示为正电压,逻辑低电平表示为负电压。

接收方通过测量两个电压之间的差异来确定传输的电平。

这种差分传输方式可以提高信号的抗干扰能力和传输距离。

2. 帧结构:485总线使用帧结构来传输数据。

每个数据帧由起
始位、数据位、校验位和停止位组成。

起始位表示一个数据帧的开始,数据位存储数据,校验位用于验证数据的准确性,停止位表示一个数据帧的结束。

这种帧结构可以保证数据的可靠传输。

3. 主从模式:485总线采用主从模式进行通信。

主节点负责发
起通信并控制总线访问,从节点则负责接收和发送数据。

主节点通过发送请求帧来获取数据,从节点接收请求并发送响应帧来返回数据。

这种通信模式能够有效地协调数据的传输和控制。

4. 碰撞检测:485总线使用冲突检测机制来处理多节点同时发
送数据时可能产生的冲突。

当两个节点同时发送数据时,会检测到总线上电平的变化,从而判断发生了碰撞。

当检测到碰撞后,节点会停止发送数据并等待一段随机时间后重新尝试发送。

这种冲突检测机制可以提高总线的可靠性和容错性。

总的来说,485总线的工作原理包括差分信号传输、帧结构、
主从模式和碰撞检测。

这些原理共同作用于485总线系统中,实现了可靠的数据通信。

RS485通讯有什么特点,如何实现信号的收发控制?

RS485通讯有什么特点,如何实现信号的收发控制?

一、RS485通信接口特点作为工业领域上较常用的通信方式,RS485总线具有以下诸多特点:(1)收发器输出A、B之间的电平为+2V~+6V,是逻辑“1”;为-6V~-2V,是逻辑“0”。

信号电平比RS232降低了,不易损坏接口芯片。

另有“使能”控制信号,可使收发器处于高阻状态,切断与传输线的连接。

(2)接收器的输入灵敏度为200mV。

即在当接收端A、B之间的电平相差200mV时即可输出逻辑。

(3)传输速率高(10Mbps),传输距离达到1200m。

(4)具有多站点传输能力,即总线上允许挂接多达128个收发器,可建立设备网络。

(5)RS485收发器共模电压范围为-7V~+12V,只有满足该条件,整个网络才能正常工作。

当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定,甚至损坏接口。

二、RS485收发控制方法RS485属于半双工总线,在实际使用时一般采用主机轮询或令牌传递的方法来分配总线控制权,RS485设备需要进行发送和接收的方向转换。

比较通用的做法是,每个RS485设备在平时均处于接收状态,只有在自己有数据要发送时才转换到发送状态,数据发送完毕后再次切换回接收状态。

1、第一种:程序换向控制最常用的RS485收发换向方法是程序换向,即由MCU的一个I/O端口控制RS485收发器件的收发使能引脚,在平时使RS485收发器件处于接收状态,如下图,这里485芯片用TI的SN65LBC184,最大速率达到250Kbps,当有数据需要发送时,MCU将RS485收发器件引脚(网络RS485_EN2)置于发送状态,完成数据发送后,再把RS485收发器件切回接收状态。

这种方式简单易行,不需增加额外成本,这种方法很多人都会知道并且基本上都用的方法。

2、第二种:自动换向但是,当我们采用某种硬件平台的工控主板或核心板进行二次开发时,由于工控主板或核心板上没有预留出足够的I/O端口,使得RS485收发的程序换向方法无法实现。

RS485总线原理及维护

RS485总线原理及维护

RS485总线原理及维护一.RS-485标准回顾RS-485标准最初由电子工业协会(EIA)于1983年制订并发布,后由TIA-通讯工业协会修订后命名为TIA/EIA-485-A,不过工程师还是习惯地称之为RS-485。

RS-485由RS-422发展而来,后者是为弥补RS-232之不足而提出的。

为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点,RS-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10Mbps,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kbps时),并允许在一条平衡线上连接最多10个接收器。

RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,为扩展应用范围,随后又为其增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,这就是后来的EIA RS-485标准。

RS-485是一个电气接口规范,它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性,而没有规定接插件、传输电缆和通信协议。

RS-485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向(半双工)通信链路,是一种极为经济、并具有相当高噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。

RS-485接口的主要特点如下:∙平衡传输;∙多点通信;∙驱动器输出电压(带载):≥|1.5V|;∙接收器输入门限:±200mV;∙-7V至+12V总线共模范围;∙最大输入电流:1.0mA/-0.8mA(12Vin/-7Vin);∙最大总线负载:32个单位负载(UL);∙最大传输速率:10Mbps;∙最大电缆长度:4000英尺。

实际上可达 3000米。

∙RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。

即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。

因为RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。

485总线协议

485总线协议在现代工业自动化领域中,485总线协议是一种重要的通信协议。

它是指一种用于实现设备间数据传输的电气标准,被广泛应用于制造业、建筑自控系统、能源管理系统等领域。

本文将介绍485总线协议及其特点,并探讨其在工业自动化中的应用。

一、485总线协议的定义和基本原理485总线协议是指一种半双工串行通信协议,其采用差分信号传输方式,以传输多个节点间的数据。

与传统的RS-232协议相比,485总线协议具有更长的传输距离、更强的抗干扰能力和更高的传输速率。

其基本原理是通过发送方将数据转换为差分信号传输,接收方再将差分信号还原为数据。

二、485总线协议的特点1. 抗干扰能力强485总线协议采用差分信号传输方式,相对于单端信号,差分信号具有更高的抗干扰能力。

在工业环境中,存在各种电磁干扰和噪声,如电磁辐射、电源波动等,对于传统的单端信号来说,这些干扰很容易导致数据传输错误。

而采用485总线协议的差分信号能够有效抵抗这些干扰,使通信稳定可靠。

2. 传输距离远由于485总线协议采用差分信号传输,使得信号能够在长距离传输,一般可达1200米。

这使得485总线协议在工业自动化领域中得到广泛应用,能够满足大规模设备集中控制的需求。

3. 传输速率高485总线协议的传输速率灵活可调,根据实际需求可达到10Mbps,远高于传统的RS-232协议。

高速传输能够满足实时数据传输的需要,提高了工业自动化系统的响应速度和通信效率。

4. 支持多节点连接485总线协议能够实现多个节点之间的通信,并且只需要两根传输线,即A线和B线,极大地减少了系统的成本。

每个节点都有唯一的地址,通过地址识别将数据发送到相应的节点。

三、485总线协议在工业自动化中的应用1. 工业控制系统在工业自动化中,485总线协议被广泛应用于工业控制系统。

通过485总线协议,各种传感器、执行器和控制器能够实现数据的传输与交换,实现系统的数据采集、监控和控制。

2. 建筑自控系统在建筑自控系统中,485总线协议也起到了重要的作用。

485 总线 方案

485 总线方案引言485总线是一种常用的串行通信总线方案,适用于工业自动化、楼宇自控、集中计量、环境监测等领域。

本文将介绍485总线的基本原理、特点及其应用。

一、485总线的基本原理485总线是一种差分传输的串行通信总线,它可以同时实现多个设备之间的双向通信。

485总线采用了差分传输的方式,利用两根信号线(A线和B线)分别传输正负的电信号,以此来实现数据的传输。

485总线的传输方式为半双工,即同一时间只能有一个设备发送数据,其他设备处于接收状态。

通过差分传输的方式,485总线具有较好的抗干扰能力,能够在恶劣的工作环境中保持稳定的通信。

二、485总线的特点1.长距离传输:485总线可以实现长达1200米的距离传输,适用于分布式设备的远距离通信。

2.多设备通信:485总线可以支持多个设备之间的通信,最多可以连接128个设备。

3.抗干扰能力强:485总线采用差分传输方式,具有较好的抗干扰能力,适用于电磁环境复杂的工业场景。

4.通信速率调节:485总线支持多种通信速率,可以根据实际需求进行调节。

5.简单易用:485总线的设备连接简单,只需将各个设备通过终端电阻连接即可。

三、485总线的应用1. 工业自动化485总线广泛应用于工业自动化领域,可以用于连接PLC、变频器、传感器等设备,实现设备之间的数据传输和控制。

2. 楼宇自控485总线可用于楼宇自控系统,通过连接空调、照明、安防等设备,实现对楼宇内各种设备的集中管理和控制,提高能源利用效率。

3. 集中计量在数据采集和集中计量领域,485总线可以连接多个电表、水表、气表等仪表,实时采集各种用量数据,并进行集中管理和统计。

4. 环境监测485总线可用于环境监测系统中,通过连接温湿度传感器、气体传感器等设备,实时监测环境参数,并进行数据采集和分析。

四、485总线的优势和劣势1. 优势•长距离传输能力强,适用于分布式设备通信。

•抗干扰能力较好,适用于工业环境。

485自动收发原理

485自动收发原理485自动收发原理一、485总线概述485总线是一种串行通信协议,它是以RS-232为基础的一种通信协议。

它采用差分信号传输方式,可以在长距离、高噪声环境下进行可靠的数据传输。

因此,485总线广泛应用于工业自动化、楼宇自控等领域。

二、485自动收发原理1. 串行通信基础知识在介绍485自动收发原理之前,我们需要了解一些串行通信的基础知识。

串行通信是指将数据位逐个传输,每个数据位之间通过一个时钟信号进行同步。

在串行通信中,有两种常见的传输方式:同步传输和异步传输。

2. 485总线物理层在物理层上,485总线采用差分信号传输方式。

差分信号是指将两个相反的电平作为一个逻辑电平进行传输。

这样可以有效地抵消环境中的干扰信号。

3. 485总线数据链路层在数据链路层上,485总线采用了半双工通信方式。

这意味着同一时间内只能有一个设备发送数据,并且接收方必须等待发送方发送完毕后才能发送数据。

为了保证数据的可靠传输,485总线采用了差错检测和纠正技术。

4. 485自动收发原理485自动收发原理是指通过硬件电路实现自动切换发送和接收状态。

在发送数据时,控制器将数据写入发送缓冲器,并将控制信号置为发送状态。

此时,驱动电路会将缓冲器中的数据转换成差分信号进行传输。

在接收数据时,控制器将控制信号置为接收状态,并等待驱动电路传输的差分信号到达接收缓冲器。

此时,接收缓冲器会将差分信号转换成数字信号,并传递给控制器。

5. 485自动收发原理实现在实现485自动收发原理时,需要使用一些特殊的芯片或模块。

常见的有MAX485、ADM2483、SN75176等芯片或模块。

这些芯片或模块具有自动切换发送和接收状态的功能,并且支持半双工通信方式。

6. 485总线应用场景由于485总线具有长距离、高噪声环境下可靠传输的特点,因此广泛应用于工业自动化、楼宇自控、智能家居等领域。

例如,在工业自动化中,485总线可以用于PLC控制器与传感器、执行器之间的通信;在楼宇自控中,485总线可以用于空调、照明等设备的控制和监测;在智能家居中,485总线可以用于家庭安防、照明等场景的控制。

rs485工业总线标准

RS485总线是一种定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。

以下是RS485工业总线标准的详细介绍:
1.传输方式:RS485总线采用差分传输方式,通过平衡发送和差分接收来抑制共模干扰。

这种方式使得RS485总线具有较高的抗干扰能力和传输距离。

2.传输距离:在理想情况下,RS485总线的最大传输距离可以达到1200米。

然而,实际应用中,由于线缆的阻抗、线缆的长度、终端电阻等因素的影响,传输距离可能会有所降低。

3.节点数量:RS485总线可以支持多个节点,最多可以挂接32个节点。

每个节点都有一个唯一的地址,可以通过地址来识别和访问。

4.通信速率:RS485总线支持多种通信速率,从9.6kbps 到11
5.2kbps。

通信速率可以根据实际需求进行选择,以满足不同的应用场景。

5.电气特性:RS485总线采用差分信号传输方式,因此对电气特性的要求比较严格。

需要使用双绞线作为传输线,并且需要保证线缆的阻抗匹配,以避免信号的反射和失真。

6.连接方式:RS485总线可以采用串联方式连接多个节点,也可以采用并联方式连接多个节点。

串联方式适用于节点数量较少的情况,而并联方式适用于节点数量较多的情况。

7.可靠性:为了提高RS485总线的可靠性,可以采用一些措施,如增加终端电阻、使用屏蔽电缆等。

此外,还可以通过冗余设计、故障检测和恢复等功能来提高系统的可靠性。

总之,RS485工业总线标准是一种广泛应用于工业环境中的通信总线标准,具有传输距离远、节点数量多、通信速率灵活等优点。

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当前自动控制系统中常用的网络,如现场总线CAN、Profibus、INTERBUS-S以及ARCNet的物理层都是基于RS-485的总线进行总结和研究。

一、EIARS-485标准在自动化领域,随着分布式控制系统的发展,迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。

在RS-422标准的基础上,EIA研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的RS-485总线标准。

RS-485标准采有用平衡式发送,差分式接收的数据收发器来驱动总线,具体规格要求:接收器的输入电阻RIN≥12kΩ驱动器能输出±7V的共模电压输入端的电容≤50pF在节点数为32个,配置了120Ω的终端电阻的情况下,驱动器至少还能输出电压1.5V(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关)接收器的输入灵敏度为200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V,表示信号“0”;(V+)-(V-)≤-0.2V,表示信号“1”)因为RS-485的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性,使得EIARS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。

影响RS-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素1、在通信电缆中的信号反射在通信过程中,有两种信号因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。

阻抗不连续,信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有,信号在这个地方就会引起反射,如图1所示。

这种信号反射的原理,与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。

消除这种反射的方法,就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。

由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。

从理论上分析,在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特性阻抗相匹配的终端电阻,就再也不会出现信号反射现象。

但是,在实现应用中,由于传输电缆的特性阻抗与通讯波特率等应用环境有关,特性阻抗不可能与终端电阻完全相等,因此或多或少的信号反射还会存在。

引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。

这种原因引起的反射,主要表现在通讯线路处在空闲方式时,整个网络数据混乱。

信号反射对数据传输的影响,归根结底是因为反射信号触发了接收器输入端的比较器,使接收器收到了错误的信号,导致CRC校验错误或整个数据帧错误。

在信号分析,衡量反射信号强度的参数是RAF (RefectionAttenuationFactor反射衰减因子)。

它的计算公式如式(1)。

RAF=20lg(Vref/Vinc)(1)式中:Vref—反射信号的电压大小;Vinc—在电缆与收发器或终端电阻连接点的入射信号的电压大小。

例如,由实验测得2.5MHz的入射信号正弦波的峰-峰值为+5V,反射信号的峰-峰值为+0.297V,则该通讯电缆在2.5MHz的通讯速率时,它的反射衰减因子为:RAF=20lg(0.297/2.5)=-24.52dB要减弱反射信号对通讯线路的影响,通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。

在实际应用中,对于比较小的反射信号,为简单方便,经常采用加偏置电阻的方法。

在通讯线路中,如何通过加偏置电阻提高通讯可*性的原理,后面将做详细介绍。

2、在通讯电缆中的信号衰减第二个影响信号传输的因素是信号在电缆的传输过程中衰减。

一条传输电缆可以把它看出由分布电容、分布电感和电阻联合组成的等效电路。

电缆的分布电容C主要是由双绞线的两条平行导线产生。

导线的电阻在这里对信号的影响很小,可以忽略不计。

信号的损失主要是由于电缆的分布电容和分布电感组成的LC低通滤波器。

PROFIBUS用的LAN标准型二芯电感(西门子为DP总线选用的标准电缆),在不同波特率时的衰减系数如表1所示。

表1电缆的衰减系数通讯波特率16MHz4MHz38.4kHz9.6kHz衰减体系数(1km)≤42dB≤22dB≤4dB≤2.5dB3、在通讯电缆中的纯阻负载影响通讯性能的第三个因素是纯阻性负载(也叫直流负载)的大小。

这里指的纯阻性负载主要由终端电阻、偏置电阻和RS-485收发器三者构成。

在叙述EIARS-485规范时曾提到过RS-485驱动器在带了32个节点,配置了150Ω终端电阻的情况下,至少能输出1.5V的差分电压。

一个接收器的输入电阻为12kΩ,整个网络的等效电路如图5所示。

按这样计算,RS-485驱动器的负载能力为:RL=32个输入电阻并联||2个终端电阻=((12000/32)×(150/2))/(12000/32)+(150/2))≈51.7Ω现在比较常用的RS-485驱动器有MAX485、DS3695、MAX1488/1489以及和利时公司使用的SN75176A/D等,其中有的RS-485驱动器负载能力可以达到20Ω。

在不考虑其它诸多因素的情况下,按照驱动能力和负载的关系计算,一个驱动器可带节点的最大数量将远远大于32个。

在通讯波特率比较高的时候,在线路上偏置电阻是很有必要的。

偏置电阻的连接方法如图6。

它的作用是在线路进入空闲状态后,把总线上没有数据时(空闲方式)的电平拉离0电平,如图7。

这样一来,即使线路中出现了比较小的反射信号或干扰,挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而产生误动作。

通过下面后例子了,可以计算出偏置电阻的大小:终端电阻Rt1=Rr2=120Ω;假设反射信号最大的峰-峰值Vref≤0.3Vp-p,则负半周的电压Vref≤0.15V;终端的电阻上由反射信号引起的反射电流Iref≤0.15/(120||120)=2.5mA。

一般RS-485收发器(包括SN75176)的滞后电压值(hysteresisvalue)为50mV,即:(Ibias-Iref)×(Rt1||Rt2)≥50mV于是可以计算出偏置电阻产生的偏置电流Ibias≥3.33mA+5V=Ibias(R上拉+R下拉+(Rt1||Rt2))(2)通过式2可以计算出R上拉=R下拉=720Ω在实际应用中,RS-485总线加偏置电阻有两种方法:(1)把偏置电阻平衡分配给总线上的每一个收发器。

这种方法给挂接在RS-485总线上的每一个收发器加了偏置电阻,给每一个收发器都加了一个偏置电压。

(2)在一段总线上只用一对偏置电阻。

这种方法对总线上存在大的反射信号或干扰信号比较有效。

值得注意的是偏置电阻的加入,增加了总线的负载。

三、RS-485总线的负载能力和通讯电缆长度之间的关系在设计RS-485总线组成的网络配置(总线长度和带负载个数)时,应该考虑到三个参数:纯阻性负载、信号衰减和噪声容限。

纯阻性负载、信号衰减这两个参数,在前面已经讨论过,现在要讨论的是噪声容限(NoiseMargin)。

RS-485总线接收器的噪声容限至少应该大于200mV。

前面的论述者是在假设噪声容限为0的情况下进行的。

在实际应用中,为了提高总线的抗干扰能力,总希望系统的噪声容限比EIARS-485标准中规定的好一些。

从下面的公式能看出总线带负载的多少和通讯电缆长度之间的关系:Vend=0.8(Vdriver-Vloss-Vnoise-Vbias)(3)其中:Vend为总线末端的信号电压,在标准测定时规定为0.2V;Vdriver为驱动器的输出电压(与负载数有关。

负载数在5~35个之间,Vdriver=2.4V;当负载数小于5,Vdriver=2.5V;当负载数大于35,Vdriver≤2.3V);Vloss为信号在总线中的传输过程中的损耗(与通讯电缆的规格和长度有关),由表1提供的标准电缆的衰减系数,根据公式衰减系数b=20lg(V out/Vin)可以计算出Vloss=Vin-V out=0.6V(注:通讯波特率为9.6kbps,电缆长度1km,如果特率增加,Vloss会相应增大);Vnoise为噪声容限,在标准测定时规定为0.1V;Vbias是由偏置电阻提供的偏置电压(典型值为0.4V)。

式(3)中乘以0.8是为了使通信电缆不进入满载状态。

从式(3)可以看出,Vdriver的大小和总线上带负载数的多少成反比,Vloss的大小和总线长度成反比,其他几个参数只和用的驱动器类型有关。

因此,在选定了驱动器的RS-495总线上,在通信波特率一定的情况下,带负载数的多少,与信号能传输的最大距离是直接相关的。

具体关系是:在总线允许的范围内,带负载数越多,信号能传输的距离就越小;带负载数据少,信号能传输的距离就发越远。

四、分布电容对RS-485总线传输性能的影响电缆的分布电容主是由双绞线的两条平行导线产生。

另外,导线和地之间也存在分布电容,虽然很小,但在分析时也不能忽视。

分布电容对总线传输性能的影响,主要是因为总线上传输的是基波信号,信号的表达方式只有“1”和“0”。

在特殊的字节中,例如0x01,信号“0”使得分布电容有足够的充电时间,而信号“1”到来时,由于分布电容中的电荷,来不及放电,(Vin+)—(Vin-)-还大于200mV,结果使接爱误认为是“0”,而最终导致CRC校验错误,整个数据帧传输错误。

由于总线上分布影响,导致数据传输错误,从而使整个网络性能降低。

解决这个问题有两种方法:(1)降低数据传输的波特率;(2)使用分布电容小的电缆,提高传输线的质量。

3 RS485在电表通讯中的常见问题及解决方案3.1 收发时序不匹配现象1:485通讯不成功,用逻辑分析仪查看,发送的码字正确,电能表返回码字也符合规约。

再细看,主站发送的码字的最后一位同电能表应答的数据帧的第一位之间几乎没有停顿。

分析:由于485总线是一个半双工的通讯方式,收和发不能同时进行,从发送完成到变为接收状态,无论是软件的处理抑或是硬件的切换都需要一定的延时,因此DL/T645规定帧间延时Td :20ms≤Td≤500ms,主要是给发送方一个由发转为收的时间,保证接收方返回的数据能完整的被接收。

而有些电能表,尤其是一些早期的多功能表对此考虑不够,在接收到主站的请求命令帧后,未进行帧响应延时,就立刻发送应答帧,而此时主站还处于发送状态,等主站返回到接收状态时,电能表前面的码字已发送完,主站接收到的应答数据帧不完整引起通信失败。

现象2:当主站对某块表连续抄几帧数据时,第一帧通讯成功,第二帧开始电表不回应答帧。

分析:同样的道理,电表的485由发转为收也需要延时,而有的主站软件编程时,没有考虑,接收完一帧数据后没有延时或延时不够就又开始抄下一帧,而此时电表还没有回到接收状态,通讯失败。

在这里我们建议通信双方在编程时都必须严格遵守DL/T645所规定的帧间延时,并留有余量,具体应用时可取一个中间值,如100ms。

3.2 判断帧起始符出错对于电能表485总线来讲,它是一种数字异步通信方式。

异步通信不象同步通信,其没有专门的同步信号进行同步,接收方无法准确判知哪一个字节是一帧数据通信的开始,因此DL/T645中规定68H作为帧起始符(帧同步码),代表一帧数据的开始。

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