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RS485组网连接方式你知道吗?

RS485通讯接线特点
 
●  距离:最大通讯距离约1200m;
●  节点:最大支持32个节点;

 

RS485布线规范

1.选择合格的电缆
此为最基本项,线材需选择合格的电缆,一般建议选择4芯屏蔽线,通讯效果更好。
 


2.RS485总线必须要接地
严格来说必须要单点可靠接地,单点就是整个485总线上只能有一个点接地,不能多点接地,防止共模干扰。接地时整个线路的地线必须要有良好的接触,从而保证电压一致。
 


3.RS485信号线不可和强电电源线一同走线
在施工中,有时工人为图方便会直接将同一管线中的RS485信号线与电源线绑在一起,此时强电的电磁信号会对弱电进行干扰,从而导致RS485信号不稳定、通讯不畅,需避免一同走线。
 


4.RS485布线不可布置成星型或树形接线
必须要手拉手的布线,若直接设为星型连接或树形连接,很容易造成信号反射导至总线不稳定。(在接下来的内容中会反复强调)


连接示意图
 
 

 




 RS485通讯的基本知识 
 
在工业测控和数据采集系统的数据通信中,需要利用计算机通过串行接口与设备进行数据传输,被广泛应用的串行通讯接口有RS232、RS485等。
RS485采用了平衡发送和差分接收接口标准。在发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号由A、B两线输出,经过屏蔽线传输到接收端后,再将差分信号还原成TTL电平信号,
因此具有极强的抗共模干扰能力。
RS-485采用半双工工作方式,支持多点数据通信。
RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构,就必须使用485中继器或者485集
线器。RS-485总线一般最大支持32个节点,如果使用特制的485芯片,可以达到256个节点或更多。
 
 
为了在传输过程的数据保持稳定性,RS485总线的设计和施工应注意以下几点:
 

1.关于接地问题
电子系统接地很重要的,但常常被忽视。接地处理不当往往会导致电子系统不稳定工作甚至危机系统安全。因为基地系统不合理会影响整个网络的稳定性,尤其是在工作环境比较恶劣和传输距离较远的情况下,对于接地的要求更为严格。否则接口损坏率高。由于RS485总线传输的是一对差分信号,通常将屏蔽层接地。值得注意的是,这种做法仅对高阻型共模干扰有效,由于干扰源内阻大,短接后不会形成很大的接地环路电流,对于通信不会有很大影响。当共模干扰源内阻较低时,会在接地线上形成较大的环路电流,影响正常通信。可以采取以下三种措施:
 
a、如果干扰源内阻不是非常小,可以在接地线上加限流电阻以限制干扰电流。接地电阻的增加可能会使共模电压升高,但只要控制在适当的范围内就不会影响正常通信。
 
b、采用浮地技术,隔断接地环路。这是较常用也是十分有效的一种方法,当共模干扰内阻很小时上述方法已不能奏效,此时可以考虑将引入干扰的节点(例如处于恶劣的工作环境的现场设备)浮置起来(也就是系统的电路地与机壳或大地隔离),这样就隔断了接地环路,不会形成很大的环路电流。
 
c、采用隔离接口。有些情况下,出于安全或其它方面的考虑,电路地必须与机壳或大地相连,不能悬浮,这时可以采用隔离接口来隔断接地回路,但是仍然应该有一条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。
 
 

2.关于现场干扰源的问题
如果工业现在的干扰源非常复杂,很有可能存在很高的共模电压。当共模电压大于+12V或者小于-9V时,就超过了485接收器的极限接收电压,接收器会无法正常工作,严重时会损坏设备。此时在485总线中使用485关隔离中继器,消除共模电压。
 
3.关于匹配的问题
当485总线的传输距离超过300m,485总线网络上会产生回波反射信号,建议在485网络的开始和末端分别并接一个120Ω电阻。而处于中间部分的节点则不能接入终端电阻,否则将导致通讯出错。这种匹配方法简单有效,但有一个缺点,匹配电阻要消耗较大功率,另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配,利用一只电容隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量将进行折衷。
还有一种采用二极管的匹配方法,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能迅速削弱反射信号,达到改善信号质量的目的,节能效果显著。
 
4.关于布线的问题
一般采用手牵手的总线连接结构,不要采用星型连接结构,容易会产生反射信号,影响通讯质量。