485信号抗干扰问题
变频器谐波干扰485通讯现象

变频器谐波干扰485通讯现象近年来,随着工业自动化的快速发展,变频器作为一种重要的电力调节设备,被广泛应用于各个行业。
然而,随之而来的问题也逐渐显现出来,其中之一就是变频器谐波干扰485通讯现象。
485通讯是一种常用的工业通讯协议,具有传输距离远、抗干扰能力强等优点,因此在工业自动化领域得到广泛应用。
然而,由于变频器的工作原理,会产生大量的谐波干扰信号,这些信号会对485通讯造成干扰,导致通讯质量下降甚至中断。
变频器谐波干扰485通讯的原因主要有两个方面。
首先,变频器内部的电子元件和电路会产生谐波信号,这些信号会通过电源线、信号线等途径传播出去,进而干扰到485通讯线路。
其次,变频器的工作频率通常较高,这也增加了谐波干扰的可能性。
变频器谐波干扰485通讯的表现形式多种多样。
一方面,通讯质量下降,数据传输速率变慢,甚至出现数据丢失的情况。
另一方面,通讯线路上会出现噪声,干扰其他设备的正常工作。
此外,谐波干扰还可能导致通讯设备的故障,甚至损坏设备。
为了解决变频器谐波干扰485通讯的问题,可以采取以下几种措施。
首先,可以在变频器的输入端安装滤波器,用于抑制谐波信号的产生。
其次,可以在485通讯线路上安装屏蔽罩,减少谐波信号的干扰。
此外,还可以采用光电隔离等技术手段,将变频器和485通讯设备进行隔离,避免谐波干扰的传播。
除了以上措施,还需要加强对变频器的设计和制造过程的控制。
在设计变频器时,应尽量减少谐波信号的产生,采用合适的电子元件和电路结构。
在制造过程中,应严格控制产品质量,确保变频器的工作稳定性和可靠性。
总之,变频器谐波干扰485通讯是一个需要引起重视的问题。
只有通过合理的措施和技术手段,才能有效地解决这一问题,保证工业自动化系统的正常运行。
同时,也需要加强对变频器的研究和开发,提高其抗干扰能力,为工业自动化的发展做出贡献。
485多设备连接差分信号变低

485多设备连接差分信号变低随着科技的飞速发展,人们对于无线连接设备的需求越来越多。
在大型会议室、展览馆、商场等场合,人们往往需要连接多个设备来进行信息传输和互动。
然而,当连接多个设备时,常常会出现差分信号变低的问题,影响了设备之间的正常通讯。
本文将由浅入深地探讨485多设备连接时差分信号变低的原因和解决方法。
一、485总线介绍485总线是一种串行通信协议,用于工业自动化领域中各种设备之间的通讯。
它具有传输距离远、通讯可靠等特点,因此被广泛应用于各种工业设备的通讯中。
在多设备连接时,485总线首先会出现差分信号变低的问题。
二、485多设备连接导致差分信号变低的原因1. 线路阻抗不匹配:当多个设备连接到同一条485总线时,会导致线路的阻抗不匹配,造成信号反射和干扰,从而导致差分信号变低。
2. 地线干扰:多个设备连接时,地线之间会相互影响,产生地线干扰,导致差分信号变低。
3. 设备负载过大:连接多个设备时,每个设备的负载会叠加在一起,造成总线负载过大,从而导致差分信号变低。
4. 线路长度过长:当485总线的线路长度过长时,信号的传输会受到阻尼,导致差分信号变低。
三、解决485多设备连接差分信号变低的方法1. 使用合适的终端电阻:在485总线的两端分别连接合适的终端电阻,可以有效减少信号的反射和干扰,提高差分信号的稳定性。
2. 加强地线连接:在多设备连接时,应加强地线的连接,使地线的电位保持一致,减少地线干扰,提高差分信号的质量。
3. 控制设备负载:合理设计485总线的拓扑结构,控制每个设备的负载,确保总线负载不会过大,保证差分信号的稳定传输。
4. 缩短线路长度:在条件允许的情况下,尽量缩短485总线的线路长度,减少信号传输的阻尼,提高差分信号的传输质量。
四、485多设备连接差分信号变低的解决方案案例以某大型工业厂房为例,该工业厂房因设备众多,需要使用485总线进行设备通讯。
在初始连接时,出现差分信号变低的问题,从而影响了设备之间的正常通讯。
485通信中干扰抑制方法

485通信中干扰抑制方法ﻫRS-485匹配电阻RS—485就是差分电平通信,在距离较长或速率较高时,线路存在回波干扰,此时要在通信线路首末两端并联120Ω匹配电阻.推荐在通信速率大于19、2Kbps或线路长度大于500米时,才考虑加接匹配电阻。
ﻫRS—485接地ﻫRS—485通信双方得地电位差要求小于1V,所以建议将两边RS-485接口得信号地相连,注意信号地不要接大地。
ﻫﻫ还有,就就是采用隔离措施ﻫ变频器应用中得干扰抑制措施在进线侧加装电抗器,可以抑制变频器产生得谐波对电网得干扰。
输出侧不能加吸收电容,因为会导致变频器过电流时延迟过电流保护动作,只能加电抗器,以改善功率因数.ﻫ避免变频器得动力线与信号线平行布线与集束布线,应分散布线。
检测器得连接线、控制用信号线要使用双绞屏蔽线。
变频器、电机得接地线应接到同一点上。
在大量产生噪声得机器上装设浪涌抑制器,加数据线滤波器到信号线上。
将检测器得连接线、控制用信号线得屏蔽层用电缆金属夹钳接地.ﻫ信号线与动力线使用屏蔽线并分别套入金属管后,效果更好。
容易受干扰得其它设备得信号线,应远离变频器与她得输入输出线.如何解决中频炉得谐波干扰中频炉在使用中产生大量得谐波,导致电网中得谐波污染非常严重。
谐波使电能传输与利用得效率降低,使电气设备过热,产生振动与噪声,并使其绝缘老化,使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容补偿设备等设备烧毁。
谐波还会引起继电器保护与自动装置误动作,使电能计量出现混乱。
对于电力系统外部,谐波会对通信设备与电子设备产生严重干扰,因而,改善中频炉电力品质成为应对得主要着力点.ﻫﻫ滤除中频炉系统谐波得传统方法就是LC滤波器,LC滤波器就是传统得无源谐波抑制装置,由滤波电容器、电抗器与电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波作用外,还兼顾无功补偿得需要。
这种滤波器出现最早,成本比较低,但同时存在一些较难克服得缺点,比如只能针对单次谐波,容易产生谐波共振,导致设备损毁,随着时间谐振点会漂移,导致谐波滤除效果越来越差。
RS485通讯布线要求及故障处理方法

RS485通讯布线要求及故障处理方法RS485通讯是一种串行通信协议,被广泛应用于工业自动化、仪器仪表、楼宇控制等领域。
在进行RS485通讯布线时,需要遵循一定的要求,以确保通讯的稳定性和可靠性。
同时,在实际使用过程中,可能会出现各种故障,需要采取相应的处理方法。
以下是关于RS485通讯布线要求及故障处理方法的详细介绍。
一、RS485通讯布线要求1.线缆选择RS485通讯通常采用双绞线作为传输介质,常见的双绞线为UTP(没有屏蔽层)和STP(有屏蔽层)。
在选择线缆时,应根据实际环境需求和通讯距离选择合适的线缆类型。
对于长距离通讯,建议采用STP线缆,以提供更好的抗干扰性能。
2.线缆长度3.线缆接线4.线缆终端电阻5.消除接地环路在RS485通讯布线过程中,应尽量消除接地环路,以减小传输过程中的磁耦合干扰。
可以使用差分模式传输、绝缘隔离等方式来降低接地环路的影响。
1.信号干扰导致通讯错误如果RS485通讯出现错误,首先需要检查是否有外部信号干扰。
可以采取以下措施来解决这个问题:-检查线缆是否与高电压、大电流线路靠得过近,如果是,应移开线缆位置。
-检查线缆是否被其他高频信号干扰,如果是,可以采用屏蔽线缆或者增加屏蔽材料来减少干扰。
-如果通讯距离较长,可以考虑使用中继器进行信号放大和重新发送。
2.配置错误导致通讯失败如果RS485通讯无法建立连接,可能是由于配置错误导致的。
可以采取以下措施来解决这个问题:-检查通讯设备的RS485通讯参数设置,包括波特率、数据位、校验位等是否一致。
-检查通讯设备的地址设置,确保每个设备都有唯一的地址。
-检查通讯设备的通讯模式,包括主从模式、多主模式等是否设置正确。
3.线缆接线错误导致通讯中断如果RS485通讯中断,可能是由于线缆接线错误导致的。
可以采取以下措施来解决这个问题:-检查线缆接线是否正确,确保每个设备的A线和B线连接到相同的终端。
-检查线缆终端电阻是否连接正确,保证电阻的阻值为120欧姆。
485通信中干扰抑制方法

485通信中干扰抑制方法RS—485匹配电阻RS-485是差分电平通信,在距离较长或速率较高时,线路存在回波干扰,此时要在通信线路首末两端并联120Ω匹配电阻。
推荐在通信速率大于19。
2Kbps或线路长度大于500米时,才考虑加接匹配电阻。
RS-485接地RS-485通信双方的地电位差要求小于1V,所以建议将两边RS—485接口的信号地相连,注意信号地不要接大地。
还有,就是采用隔离措施变频器应用中的干扰抑制措施在进线侧加装电抗器,可以抑制变频器产生的谐波对电网的干扰.输出侧不能加吸收电容,因为会导致变频器过电流时延迟过电流保护动作,只能加电抗器,以改善功率因数。
避免变频器的动力线与信号线平行布线和集束布线,应分散布线.检测器的连接线、控制用信号线要使用双绞屏蔽线。
变频器、电机的接地线应接到同一点上.在大量产生噪声的机器上装设浪涌抑制器,加数据线滤波器到信号线上。
将检测器的连接线、控制用信号线的屏蔽层用电缆金属夹钳接地.信号线和动力线使用屏蔽线并分别套入金属管后,效果更好。
容易受干扰的其它设备的信号线,应远离变频器和他的输入输出线。
如何解决中频炉的谐波干扰中频炉在使用中产生大量的谐波,导致电网中的谐波污染非常严重.谐波使电能传输和利用的效率降低,使电气设备过热,产生振动和噪声,并使其绝缘老化,使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容补偿设备等设备烧毁.谐波还会引起继电器保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱.对于电力系统外部,谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰,因而,改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。
滤除中频炉系统谐波的传统方法是LC滤波器,LC滤波器是传统的无源谐波抑制装置,由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波作用外,还兼顾无功补偿的需要。
这种滤波器出现最早,成本比较低,但同时存在一些较难克服的缺点,比如只能针对单次谐波,容易产生谐波共振,导致设备损毁,随着时间谐振点会漂移,导致谐波滤除效果越来越差。
综合自动化系统通讯干扰问题及解决方法

在电力电子装置中常需要在恶劣的电气环境中进行远距离通讯,采用RS-485总线是一种比较广泛的做法。
该总线接口电路因硬件设计简单、控制方便、成本低廉、通信速率高等优点广泛应用于监测监控等领域。
但RS-485总线如果在抗干扰、自适应、通信效率等方面处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障,因此提高RS-485 总线的可靠性至关重要。
通常导致RS-485 网络系统故障的因素主要有:线路反射干扰、网络配置不合理、雷击及静电、共模干扰等,为此针对不同的故障原因需要研究不同的解决方法来提高RS-485 系统的可靠性。
本人从技术参数、工程设计、现场实施做出如下总结,来解决目前公司的通讯问题:一、技术参数:1、.网络配置:1.1 拓扑结构RS-485支持半双工或全双工模式。
网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,不支持环型或星型网络,最好采用一条总线将各个节点串联起来。
从总线到每个节点的引出线长度尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
图1所示为实际应用中常见的一些错误连接方式(1、2、3) 和更正的连接方式(4、5、6)。
图中前3种不恰当的网络连接尽管在某些情况下(短距离、低速率) 仍然可以正常工作,但随着通信距离的延长或通信速率的提高,其不良影响会越来越严重。
此外,还应注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点也会发生信号的反射。
图1 常见正确和错误连接方式1.2.网络节点有关总线上允许连接的收发器数量,标准并没有做出规定,但规定了最大总线负载为32个单位负载。
每单位负载的最大输入电流是1.0mA/-0.8mA,相当于约12KΩ。
为了扩展总线节点数,器件生产厂商增大收发器输入电阻。
例如输入电阻增加至48KΩ以上(1/4 单位负载),节点数就可增加至128个,96KΩ的输入电阻允许节点数可到256个。
1.3 通信速率信号频率越高,越容易产生反射波干扰。
通常传输速率在(1200~19200) bps之间选取。
RS-485总线故障保护偏置技术提高抗干扰的应用研究

RS-485总线故障保护偏置技术提高抗干扰的应用研究发布时间:2023-02-01T08:18:39.079Z 来源:《中国科技信息》2022年9月第18期作者:赵震[导读] 通信技术近年来快速发展。
RS-485作为一种成熟的通信技术由于成本低赵震广东美控智慧建筑有限公司摘要:通信技术近年来快速发展。
RS-485作为一种成熟的通信技术由于成本低,接线方便等优点广泛应用于工业控制、楼宇自控等领域。
但由于485通信电路简单,使用环境干扰大,再加上外围抗干扰电路设计不当,会造成485电路无法正常通信。
通过485总线故障保护偏置技术,可以较好的提485的高抗干扰能力。
引言:随着电子技术的快速发展以及自动化控制的在各行各业的广泛应用,通信技术在控制设备间数据交互,网络组建,远程控制等起着不可替代的作用。
RS-485通信作为较早出现,且应用成熟的一种通信技术,因其成本低,接线方便,易维护等优点,仍广泛应用于工业控制、楼宇自控等各个领域。
但由于485通信出现时间较早,外围电路设计简单,再加上通信距离长,且使用环境存在各大功率电机、变频器等强干扰设备,对485通信产生较大的干扰,若485通信电路抗干扰电路设计不当,会造成485电路通信丢包率加大,甚至无法正常通信,从而影响自动化设备的正常工作。
一、常见RS-485抗干扰方法介绍RS-485通信在多年的应用中,工程师们积累了大量的提高485抗干扰的方法和手段,为RS-485通信的稳定性做出了巨大的贡献。
总结有如下几类:1.总线故障保护偏置技术,是一种常用的一种提高485抗干扰的重要方法。
通常在RS-458总线增加偏置电阻。
来提高抗干扰能力。
2.终端匹配电阻:通信线过长时,通过在485总线上增加120Ω的终端匹配电阻,来吸收电压反射信号。
3.总线串联电阻、电感或磁珠滤除高频干扰,提高通信质量。
4.采用更新型的RS-485芯片:优化后的RS-485接收器的门限电平VIT+降低,例如MAX13085芯片的收门限电平VIT+为-50mV的门限电平,可以避免总线空闲时总线为0V处于不确定状态。
485通信问题解决办法

RS485通讯问题实用篇下面是485通讯应该了解的知识,按照此方法做一定能通讯成功。
首先,出问题后一定要用示波器测量,测量,测量。
文章详解了最需要了解的485基本知识,或许你真的很模糊;文章详解了解决问题的基本方法,按照此方法试验肯定没问题。
文章详解并对比了某些原因导致的错误波形,如下:485通讯基本知识:通常情况下,发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V,是一个逻辑状态,负电平-2~6V,是另一个逻辑状态。
“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。
当“使能”端起作用时,发送驱动器处于高阻状态,称作“第三态”,即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
接收器也作与发送端相对的规定,收、发端通过平衡双绞线将A与B对应相连,当在收端AB之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于-200mV时,输出负逻辑电平。
接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。
注意共模干扰严重时,示波器测量两端电压,超过正常范围均能导致故障。
抗干扰使用方法:1.遵循链式手拉手的接线方式,防止出现星型连接。
2.双绞带屏蔽线的使用有利无害。
(出问题时可适当改变屏蔽线的接与不接)3.通讯线路长干扰厉害的情况下,首尾增加匹配电阻。
4.强干扰下信号地连接在一起作用明显,消除共模。
5.内部电路可增加共模电感,或磁珠,或串接20欧左右电阻抑制共模。
6.波特率改变时注意内部的滤波电容要相应的更改。
7.谨慎使用USB转串口+485转换的形式进行多机通讯;尽量选取USB直接转485的形式。
(8-9是对比的波形)B转串口+485转换的形式,发送数据AA示波器截图黄色为485A 绿色为485B;1起始位(低电平)8数据位(先发低位再发高位低->高) 无校验位1停止位(高电平) 由图可见数据以485A为标准0 01010101 1由图中可见,485A的高电平维持的时间特别短就像一个毛刺一样,这样在单台测试时可以,但多台连接通讯时就会出现错误,2台以上时出现无通讯现象(下发后无响应)图1 485AB对GND信号示波器地接GND 无匹配电阻图2 485A减485B信号示波器地接485B 无匹配电阻B直接转485,发送数据AA示波器截图黄色为485A 绿色为485B;1起始位(低电平)8数据位(先发低位再发高位低->高) 无校验位1停止位(高电平) 由图可见数据以485A为标准0 01010101 1图1 485AB对GND信号示波器地接GND 无匹配电阻图2 485A减485B信号示波器地接485B 无匹配电阻图3 485+-对地信号示波器地接485- 有匹配电阻100图4 485+-信号示波器地接485- 有匹配电阻100图3 485+-对地信号示波器地接485- 有匹配电阻100图4 485+-信号示波器地接485- 有匹配电阻100。
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485信号抗干扰问题在各种现场中,485总线应用的非常的广泛,但是485总线比较容易出现故障,现在将485总线容易出现故障的情况并且可以排除这些故障的方法罗列如下:1.由于485信号使用的是一对非平衡差分信号,意味485网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地,以减少数据线上的噪音,所以数据线最好由双绞线组成,并且在外面加上屏蔽层作为地线,将485网络中485设备连接起来,并且在一个点可靠接地。
2.在工业现场当中,现场情况非常复杂,各个节点之间存在很高的共模电压,485接口使用的是差分传输方式,有抗共模干扰能力,但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时,超过485接收器的极限接收电压。
接收器就无法工作,甚至可能会烧毁芯片和一起设备。
可以在485总线中使用485光隔离中继器,将485信号及电源完全隔离,从而消除共模电压的影响。
3.485总线随着传输距离的延长,会产生回波反射信号,如果485总线的传输距离如果超过100米,建议施工时在485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。
4.485总线中485节点要尽量减少与主干之间的距离,一般建议485总线采用手牵手的总线拓扑结构。
星型结构会产生反射信号,影响485通信质量。
如果在施工过程中必须要求485节点离485总线主干的距离超过一定距离,使用485中继器可以作出一个485总线的分叉。
如果施工过程中要求使用星型拓扑结构,可以使用485集线器可以解决这个问题。
5.影响485总线的负载能力的因素:通讯距离,线材的品质,波特率,转换器供电能力,485设备的防雷保护,485芯片的选择。
如果485总线上的485设备比较多的话,建议使用带有电源的485转换器,无源型的485转换器由于时从串口窃电,供电能力不是很足,负载能力不够。
选用好的线材,如有可能使用尽可能低的波特率,选择高负载能力的485芯片,都可以提高485总线的负载能力。
485设备的防雷保护中的防雷管会吸收电压,导致485总线负载能力降低,去掉防雷保护可以提高485总线负载能力。
如果在现场施工中,相关的因素不能改变,建议使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器或者485集线器来提供485总线的负载能力。
提高RS-485总线可靠性的几种方法及常见故障处理在MCU之间中长距离通信的诸多方案中,RS-485因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动报测等领域。
但RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷,一些细节的处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障,因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。
一、RS-485接口电路的硬件设计1、总线匹配总线匹配有两种方法,一种是加匹配电阻,如图1a所示。
位于总线两端的差分端口VA与VB之间应跨接120Ω匹配电阻,以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声,有效地抑制了噪声干扰。
但匹配电阻要消耗较大电流,不适用于功耗限制严格的系统。
另外一种比较省电的匹配方案是RC 匹配(图2 )利用一只电容C 隔断直流成分,可以节省大部分功率,但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。
除上述两种外还有一种采用二极管的匹配方案(图3),这种方案虽未实现真正的匹配,但它利用二极管的钳位作用,迅速削弱反射信号达到改善信号质量的目的,节能效果显著。
2、RO及DI端配置上拉电阻异步通信数据以字节的方式传送,在每一个字节传送之前,先要通过一个低电平起始位实现握手。
为防止干扰信号误触发RO(接收器输出)产生负跳变,使接收端MCU进入接收状态,建议RO外接10kΩ上拉电阻。
3、保证系统上电时的RS-485芯片处于接收输入状态对于收发控制端TC建议采用MCU引脚通过反相器进行控制,不宜采用MCU引脚直接进行控制,以防止MCU上电时对总线的干扰,如图4所示。
4、总线隔离RS-485总线为并接式二线制接口,一旦有一只芯片故障就可能将总线“拉死”,因此对其二线口VA、VB 与总线之间应加以隔离。
通常在VA、VB与总线之间各串接一只4~10Ω的PTC电阻,同时与地之间各跨接5V的TVS二极管,以消除线路浪涌干扰。
如没有PTC电阻和TVS二极管,可用普通电阻和稳压管代替。
5、合理选用芯片例如,对外置设备为防止强电磁(雷电)冲击,建议选用TI的75LBC184等防雷击芯片,对节点数要求较多的可选用SIPEX的SP485R。
二、RS-485网络配置1、网络节点数网络节点数与所选RS-485芯片驱动能力和接收器的输入阻抗有关,如75LBC184标称最大值为64点,SP485R标称最大值为400点。
实际使用时,因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同,实际节点数均达不到理论值。
例如75LBC184运用在500m分布的RS-485网络上节点数超过50或速率大于9.6kb/s时,工作可靠性明显下降。
通常推荐节点数按RS-485芯片最大值的70%选取,传输速率在1200~9600b/s之间选取。
通信距离1km以内,从通信效率、节点数、通信距离等综合考虑选用4800b/s最佳。
通信距离1km 以上时,应考虑通过增加中继模块或降低速率的方法提高数据传输可靠性。
2、节点与主干距离理论上讲,RS-485节点与主干之间距离(T头,也称引出线)越短越好。
T头小于10m的节点采用T 型,连接对网络匹配并无太大影响,可放心使用,但对于节点间距非常小(小于1m,如LED模块组合屏)应采用星型连接,若采用T型或串珠型连接就不能正常工作。
RS-485是一种半双工结构通信总线,大多用于一对多点的通信系统,因此主机(PC)应置于一端,不要置于中间而形成主干的T型分布。
三、提高RS-485通信效率RS-485通常应用于一对多点的主从应答式通信系统中,相对于RS-232等全双工总线效率低了许多,因此选用合适的通信协议及控制方式非常重要。
1、总线稳态控制(握手信号)大多数使用者选择在数据发送前1ms将收发控制端TC置成高电平,使总线进入稳定的发送状态后才发送数据;数据发送完毕再延迟1ms后置TC端成低电平,使可靠发送完毕后才转入接收状态。
据笔者使用TC 端的延时有4个机器周期已满足要求;2、为保证数据传输质量,对每个字节进行校验的同时,应尽量减少特征字和校验字惯用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成,每个数据包长度达20~30字节。
在RS-485系统中这样的协议不太简练。
推荐用户使用MODBUS协议,该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中。
四、RS-485接口电路的电源、接地对于由MCU结合RS-485微系统组建的测控网络,应优先采用各微系统独立供电方案,最好不要采用一台大电源给微系统并联供电,同时电源线(交直流)不能与RS-485信号线共用同一股多芯电缆。
RS-485信号线宜选用截面积0.75mm2以上双绞线而不是平直线。
对于每个小容量直流电源选用线性电源LM7805比选用开关电源更合适。
当然应注意LM7805的保护:1、LM7805输入端与地应跨接220~1000μF电解电容;2、LM7805输入端与输出端反接1N4007二极管;3、LM7805输出端与地应跨接470~1000μF电解电容和104pF独石电容并反接1N4007二极管;4、输入电压以8~10V为佳,最大允许范围为6.5~24V。
可选用TI的PT5100替代LM7805,以实现9~38V的超宽电压输入。
五、光电隔离在某些工业控制领域,由于现场情况十分复杂,各个节点之间存在很高的共模电压。
虽然RS-485接口采用的是差分传输方式,具有一定的抗共模干扰的能力,但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压,即大于+12V或小于-7V时,接收器就再也无法正常工作了,严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。
解决此类问题的方法是通过DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离;通过光耦将信号隔离,彻底消除共模电压的影响。
实现此方案的途径可分为:1、用光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片构筑电路;2、使用二次集成芯片,如PS1480、MAX1480等。
六、RS-485系统的常见故障及处理方法RS-485是一种低成本、易操作的通信系统,但是稳定性弱同时相互牵制性强,通常有一个节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪,而且又难以判断。
故向读者介绍一些维护RS-485的常用方法。
1、若出现系统完全瘫痪,大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿,使用万用表测VA、VB间差模电压为零,而对地的共模电压大于3V,此时可通过测共模电压大小来排查,共模电压越大说明离故障点越近,反之越远;2、总线连续几个节点不能正常工作。
一般是由其中的一个节点故障导致的。
一个节点故障会导致邻近的2~3个节点(一般为后续)无法通信,因此将其逐一与总线脱离,如某节点脱离后总线能恢复正常,说明该节点故障;3、集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常,但每次又不完全一样。
这是由于对RS-485的收发控制端TC设计不合理,造成微系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。
改进的方法是将各微系统加装电源开关然后分别上电;4、系统基本正常但偶尔会出现通信失败。
一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态,最好改变走线或增加中继模块。
应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片;5、因MCU故障导致TC端处于长发状态而将总线拉死一片。
提醒读者不要忘记对TC端的检查。
尽管RS-485规定差模电压大于200mV即能正常工作。
但实际测量:一个运行良好的系统其差模电压一般在1.2V左右(因网络分布、速率的差异有可能使差模电压在0.8~1.5V范围内1 问题的提出在应用系统中,RS-485半双工异步通信总线是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线,它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。
系统简图如图1所示。
图1. RS-485系统示意图由于实际应用系统中,往往分散控制单元数量较多,分布较远,现场存在各种干扰,所以通信的可靠性不高,再加上软硬件设计的不完善,使得实际工程应用中如何保障RS-485总线的通信的可靠性成为各研发机构的一块心病。
在使用RS-485总线时,如果简单地按常规方式设计电路,在实际工程中可能有以下两个问题出现。
一是通信数据收发的可靠性问题;二是在多机通信方式下,一个节点的故障(如死机),往往会使得整个系统的通信框架崩溃,而且给故障的排查带来困难。
针对上述问题,我们对485总线的软硬件采取了具体的改进措施2 硬件电路的设计现以8031单片机自带的异步通信口,外接75176芯片转换成485总线为例。
其中为了实现总线与单片机系统的隔离,在8031的异步通信口与75176之间采用光耦隔离。