RS485接口定义图
光电隔离RS485典型电路
光电隔离RS485典型电路一、RS485总线介绍RS485总线就是一种常见的串行总线标准,采用平衡发送与差分接收的方式,因此具有抑制共模干扰的能力。
在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候,RS485总线就是一种应用最为广泛的总线。
而且在多节点的工作系统中也有着广泛的应用。
二、RS485总线典型电路介绍RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。
隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现,但有一些场合也可以用非隔离型。
我们就先讲一下非隔离型的典型电路,非隔离型的电路非常简单,只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口与一个I/O控制口连接就可以。
如图1所示:图1、典型485通信电路图(非隔离型)当然,上图并不就是完整的485通信电路图,我们还需要在A线上加一个4、7K的上拉偏置电阻;在B线上加一个4、7K的下拉偏置电阻。
中间的R16就是匹配电阻,一般就是120Ω,当然这个具体要瞧您传输用的线缆。
(匹配电阻:485整个通讯系统中,为了系统的传输稳定性,我们一般会在第一个节点与最后一个节点加匹配电阻。
所以我们一般在设计的时候,会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻,至于用还就是不用,由现场人员来设定。
当然,具体怎么区分第一个节点还就是最后一个节点,还得有待现场的专家们来解答呵。
)TVS我们一般选用6、8V的,这个我们会在后面进一步的讲解。
RS-485标准定义信号阈值的上下限为±200mV。
即当A-B>200mV时,总线状态应表示为“1”;当A-B<-200mV时,总线状态应表示为“0”。
但当A-B在±200mV之间时,则总线状态为不确定,所以我们会在A、B线上面设上、下拉电阻,以尽量避免这种不确定状态。
三、隔离型RS485总线典型电路介绍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接口采用的就是差分传输方式,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**常工作了,严重时甚至会烧毁芯片与仪器设备。
RS232和RS485正确接线原理图
RS232和RS485接线的正确原理图RS-232是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。
RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补R S-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10M b/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多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，被命名为TI A/EIA-422-A标准。
为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，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，后命名为TI A/EIA-485-A标准。
由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以R S作前缀称谓。
备注：以上是官方的专业描述，看不懂没有关系，大致有个印象就可以了，有兴趣的可以上网可以买一些专业书籍做深入研究，我再用通俗的语言补充描述一下。
RS232通讯的基础知识：RS232通讯又叫串口通讯方式。
是指计算机通过RS232国际标准协议用串口连接线和单台设备（控制器）进行通讯的方式。
通讯距离：9600波特率下建议在13米以内。
通讯速率（波特率Baud Rate）：缺省常用的是9600 bps，常见的还有1200 2400 4800 1920038400等。
波特率越大，传输速度越快，但稳定的传输距离越短，抗干扰能力越差。
S7-200PLC内部RS485接口电路图
S7-200PLC内部RS485接口电路图一、S7-200PLC内部RS485接口电路图：电路图见附件图中R1、R2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止RS485信号D+和D -短路时产生过电流烧坏芯片，Z1、Z2是钳制电压为6V，最大电流为10A的齐纳二极管，24V电源和5V电源共地未经隔离，当D+或D-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和Z1、Z2可将共模电压钳制在±6.7V，从而保护RS485芯片SN75176（RS485芯片的允许共模输入电压范围为：-7V～+12V）。
该保护电路能承受共模干扰电压功率为60W，保护电路和芯片内部没有防静电措施。
二、常发生的故障现象分析：当PLC的RS485口经非隔离的PC/PPI电缆与电脑连接、PLC与PLC之间连接或PLC与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生，较常见的损坏情况如下：●R1或R2被烧断，Z1、Z1和SN75176完好。
这是由于有较大的瞬态干扰电流经R1或R2、桥式整流、Z1或Z1到地，Z1、Z2能承受最大10A电流的冲击，而该电流在R1或R2上产生的瞬态功率为：102×10=1000W，当然会将其烧断。
●SN75176损坏，R1、R2和Z1、Z2完好。
这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于Z1、Z2的动作速度造成的，静电无处不在，仅人体模式也会产生±15kV的静电。
●Z1或Z2、SN75176损坏，R1和R2完好。
这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将Z1或Z2和SN75176击穿，由于电流较小和发生时间较短因而R1、R2不至于发热烧断。
由以上分析得知PLC接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂，如由于PLC 内部24V电源和5V电源共地，24V电源的输出端子L+、M为其它设备混合供电可能导致地电位变化，从而造成共模电压超出允许范围。
所以EIA-485标准要求将各个RS485 接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等，消除地线环流！当带电插拔未隔离的连接电缆时，由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。
RS485接口定义图10页
RS232接口RS232接口是1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。
它的全名是“数据终端设备（D TE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。
该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。
随着设备的不断改进，出现了代替DB25的D B9接口，现在都把RS232接口叫做DB9。
RS-232是现在主流的串行通信接口之一。
由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；因此在“南方的老树51 CPLD开发板”中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。
（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。
接口定义RS232（DB9）1 DCD 载波检测2 RXD 接收数据接口说明3 TXD 发送数据4 DTR 数据终端准备好5 SG 信号地6 DSR 数据准备好7 RTS 请求发送8 CTS 清除发送9 RI 振铃提示接口电平RS232采用负逻辑电平：-15~-3：逻辑1；+15~+3：逻辑0；电压值通常在7V左右RS-422RS-422接口是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A 标准。
为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS422接口基础上制定了RS-485标准，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，后命名为TIA/EIA-485-A标准。
590C_通讯(RS485.RS422)
附录H RS422通信（端口P1和P2）通信可选的接口，使监督和监测590数字驱动器简单。
它提供了RS422串行数据端口，它可以安装在每个传动上。
这些串行端口可以允许一个智能的移动设备以监视或更新传动的参数。
请参阅文档附带详细的技术和布线信息的选项。
590数字驱动器同时支持ASCII和二进制通信。
使用这个环节，监控计算机可以执行定期设定更新，控制测序和数据收集而每个传动连续局部控制。
主要（P1）需要一个可选的通讯板（目录号654D-RS422）。
它提供了一种分离所需的RS422通信端口连接到PLC，监控计算机等AUX（P2）提供非隔离RS422串口590数字驱动。
是专为与其他欧陆传动产品只使用这个端口。
该隔离通信选项应被用于所有对外交流的P1口要求。
PNO CONFIG提供用户可配置的串口参数。
要配置这些的PNOS，系统::配置I/ O::配置启用必须设置为enabled。
参数启用，串行通信链路被禁用。
通信重新启动一次，设置启用被设置为“禁用”。
协议：ASCIIEVEN 偶校验仪表地址590数字驱动器或相关欧陆仪器都有一个地址，第一个数字是“组”号（GID）的取值范围为0到7，第二取值范围为0〜F的“单元”号（UID），这将产生128个不同的地址从00到FF。
参数助记符每个欧陆仪器有其程序结构内定义的参数，这是由两字符助记符。
仪器使用这些助记符交换信息。
助记符说明10模拟输入10F仪器状态字09驱动速度的需求数据包括三种类型：（一）数值数据参数是指无论是正数或负数，如设定值，增益。
（二）布尔型数据如开关，一个布尔参数可以监视或设置为启用或禁止串口。
这是访问一个状态字的一部分所定义的如下。
（三）状态字信息参数是指二进制字。
字内的每个位是一个重要的内切换的程序结构。
数据格式590数字驱动器使用一个ASCII自由格式进行数据传输的操作模式，可以很容易地实现与语言如BASIC，PASCAL，FORTRAN，汇编语言。
通讯接口区别(RS232、RS422、RS485)
RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，RS-232是PC机与通信中应用最广泛的一种串行接口。
RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。
RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯，而RJ45接口通常用于数据传输，最常见的应用为网卡接口。
通讯问题，和交通问题一样，也有高速、低速、拥堵、中断等等各种情况。
如果把串口通讯比做交通，UART比作车站，那么一帧的数据就好比汽车。
汽车跑在路上，要遵守交通规则。
如果是市内，一般限速30、40,而高速公路则可以到120。
而汽车走什么路，限速多少，就要看协议怎么规定了。
常见的串口协议有RS-232、RS-422、RS-485等，他们之间有何细微差别？下面我们就一起来探讨一下。
一、RS232讲解个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的异步传输标准接口。
通常RS-232 接口以9个引脚(DB-9) 或是25个引脚(DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组RS-232 接口，分别称为COM1 和COM2。
RS232电气接口分为DB9和DB25,定义如下图：其实大部分时间不用所有接口都焊接，简化图如下：二、RS422讲解RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。
实际上还有一根信号地线，共5根线。
由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。
一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。
接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力10×4k+100Ω（终接电阻）。
其实大部分时间不用所有接口都焊接，简化图如下：三、RS485讲解RS-485又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。
关于RS485的详细说明
串行口RS485通讯协议1.1通讯概述本公司系列变频器向用户提供工业控制中通用的RS485通讯接口。
通讯协议采用MODBUS标准通讯协议，该变频器可以作为从机与具有相同通讯接口并采用相同通讯协议的上位机（如PLC控制器、PC机）通讯，实现对变频器的集中监控，另外用户也可以使用一台变频器作为主机，通过RS485接口连接数台本公司的变频器作为从机。
以实现变频器的多机联动。
通过该通讯口也可以接远控键盘。
实现用户对变频器的远程操作。
本变频器的MODBUS通讯协议支持两种传送方式:RTU方式和ASCII方式，用户可以根据情况选择其中的一种方式通讯。
下文是该变频器通讯协议的详细说明。
1.2通讯协议说明1.2.1通讯组网方式(1) 变频器作为从机组网方式：图9－1 从机组网方式示意图(2) 多机联动组网方式：单主机单从机单主机多从机图9－2 多机联动组网示意图1.2.2通信协议方式该变频器在RS485网络中既可以作为主机使用，也可以作为从机使用，作为主机使用时，可以控制其它本公司变频器，实现多级联动，作为从机时，PC 机或PLC可以作为主机控制变频器工作。
具体通讯方式如下：(1)变频器为从机，主从式点对点通信。
主机使用广播地址发送命令时，从机不应答。
(2)变频器作为主机，使用广播地址发送命令到从机，从机不应答。
(3)用户可以通过用键盘或串行通信方式设置变频器的本机地址、波特率、数据格式。
(4) 从机在最近一次对主机轮询的应答帧中上报当前故障信息。
1.2.3通讯接口方式通讯为RS485接口，异步串行，半双工传输。
默认通讯协议方式采用ASCII 方式。
默认数据格式为：1位起始位，7位数据位，2位停止位。
默认速率为9600bps，通讯参数设置参见P3.09～P3.12功能码。
1.3 ASCII通讯协议字符结构：10位字符框（For ASCII）(1－7－2格式，无校验)(1－7－1格式，奇校验)(1－7－1格式，偶校验)11位字符框（For RTU）(1－8－2格式，无校验)(1－8－1格式，奇校验)(1－8－1格式，偶校验)通讯资料结构：ASCII模式通讯地址：00H：所有变频器广播（broadcast）01H：对01地址变频器通讯。
rs-485
RS-485又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。
RS485是一个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。
使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。
RS-485使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。
在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线，反之，在高速、长线传输时，则必须采用阻抗匹配（一般为120Ω）的RS485专用电缆（STP-120Ω（用于RS485 & CAN）一对18AWG），而在干扰恶劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆（ASTP-120Ω（用于RS485 & CAN）一对18AWG）。
在使用RS485接口时，对于特定的传输线路，从RS485接口到负载其数据信号传输所允RS-485通讯电缆结构图许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等因素所影响。
理论上，通信速率在100Kbps及以下时，RS485的最长传输距离可达1200米，但在实际应用中传输的距离也因芯片及电缆的传输特性而有所差异。
在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大，最多可以加八个中继，也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到10.8公里。
如果确实需要长距离传输，可以采用光纤为传播介质，收发两端各加一个光电转换器，多模光纤的传输距离是5到10公里，而采用单模光纤可达50公里的传播距离。
我们把工业网络归结为三类：RS485网络、HART网络和现场总线网络。
HART网络：HART是由艾默生提出一个过度性总线标准，主要是在4~20毫安电流信号上面叠加数字信号，物理层采用BELL202频移键控技术，以实现部分智能仪表的功能，但此协议不是一个真正意义上开放的标准。
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RS485接口定义图
1 连接主机端的RS485接口。
----信号定义如下：
----RS485接口--------信号含义
---- 3 -----------B RXD- 接收数据
---- 4 ------------A RXD+ 接收数据
---- 5------------ Y TXD+ 发送数据
---- 7------------ Z TXD- 发送数据
2-连接从机端的RS485接口。
----信号定义如下：
----RS485接口--------- 信号含义
---- 3------------ Z TXD- 发送数据
---- 4------------ Y TXD+ 发送数据
---- 5------------ A RXD+ 接收数据
---- 7------------ B RXD- 接收数据
RS 485 9针Sub-D型子连接器的插针分配
插针编号信号含义
1 屏蔽屏蔽
2 M24 24V输出电压的参考点
3 RxD/TxD-P* 接受-/发送数据-P
4 CNTR-P 中继器控制信号-P
5 DGND* 数据参考点
6 VP* 终端电阻供电电压（5V）
7 P24 24V输出电压
8 RxD/TxD-N* 接收-/发送数据-N
9 CNTR-N 中继器控制信号-N
本表来自百度文库《西门子PLC现场总线的网络调试与维护课程3》。