RS485通訊連接方式是怎樣的?

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RS485總線通訊是工控、自動化行業最為常用的通訊方式,由於其接口簡單、通訊距離長、抗干擾性能好,是優選的通訊方式。下面介紹RS485相關的內容。

1 RS485總線通訊概述

RS485接口的通訊方式可以走Modbus-RTU協議,也可以走Modbus-TCP/IP協議,工控行業常用的還是RTU協議。RS485總線要用到RS-A和RS-B兩根線,除了電源線外,只需要AB兩根線即可實現多臺設備的掛接。RS485總線通訊的拓撲圖如下圖所示。

RS485通訊為主從式通訊方式,即在一個系統中有一個RS485主機,可以掛接多個RS485從機,主機定時發送輪詢命令,查詢從機的狀態,從機收到輪詢命令後回覆相應的數據。其數據結構主要包括:地址、功能碼、數據(寄存器地址、字節個數等)、校驗碼等。

2 RS485總線的相關參數

與之相關的重要參數有從機地址、通訊波特率、校驗方式、數據位數、停止位等。每一臺從機都有一個唯一的地址,不能重複,從機就是通過主機數據中的地址數據來判斷主機的輪詢對象的。主機和多臺從機在通訊的時候,其通訊波特率必須一致,如果波特率不一致的話通訊不成功。數據位數一般為八位,停止位有1位或者2位,校驗方式有奇校驗、偶校驗和無校驗等。

3 終端電阻

如果通訊距離比較短或者所掛接的從機設備比較少,那麼終端電阻是可以不接的,但是隨著距離的增加和從機設備的增多,信號在總線末端容易引起反射,導致通訊不穩定。為了 消除這種反射就會在總線的末端加一個終端電阻,終端電阻的經驗值一般為120Ω。

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RS485通訊連接方式在工控領域中應運是十分廣泛的,比如變頻器與可編程控制器(PLC)之間的通信、觸摸屏(HMI)與可編程控制器(PLC)之間的通信,以及變頻器與觸摸屏間的通訊都可使用RS485通信;在其它通信控制領域也應用很廣,比如小區監控、門禁系統等。



RS485總線通訊的工作特點

我們知道RS485總線通訊是用電壓差分方式傳送數據的,這種方式能夠抑制共模干擾,當所傳輸信號周圍環境比較複雜時,這種方式能夠提高通信的可靠性。RS485總線通訊它的最大傳輸距離是1200米,傳輸速度可以達到10Mb/s,但隨著距離的增加其速率是在下降的,大量實驗證明,當傳輸速率達到100Kb/s以下的時侯才能達到最大的通信距離。

RS485連接特點

從拓撲結構形式看,RS485可以用485集線器構成菊花鏈的連接方式、樹形連接方式或者星形的連接方式等。這種連接方式必須是手拉手的佈線方法,這樣做的目的是使傳輸信號穩定,否則當受干擾出現問題時不容易查找。

另外由於RS485總線所傳輸的只是信號,對線徑要求不是很高,從總線所用傳輸線材料看RS485總線可以使用非屏蔽線,用普通網線就可以,也可以用雙絞線,這樣能實現兩線上的干擾電平互相抵消以實現較好的抗干擾效果,當然用屏蔽線會更好!



從接地連接形式來說,RS485總線一般要求是單點可靠接地,也就是在整個RS485總線上只能有一個接地點,這樣做的目的也是為了保持電壓一致,防止共模干擾。

另外若在長距離傳輸信號時,常常會在RS485總線上要加終端匹配電阻,其阻值大約120歐姆。這種總線採用兩根通信線,一般常用D+和D-來表示(有的也用A和B表示)。

以上是我對RS485通信連接方式的看法,歡迎大家討論、觀注!


電子及工控技術


還記得網絡通訊協議的順口溜:“物數網傳會表應”嗎?

物理層->數據層->網絡層->傳輸層->會話層->表示層>應用層

RS485就是物理層的協議定義。解決如何表示0和1

之所以叫物理層,就是實實在在和硬件打交道的,可被我們感知和觀測的,也是比較容易理解的。

比如燈光的亮表示1,滅表示0;又或者TTL高電平表示1,低電平表示0。而數字通訊傳輸的無非是0和1。不同的硬件協議只是定義0和1的表示方法不同,而RS485就是其中一個。

特別強調的是,我們平常所說的RS485通訊一般都包含有軟件協議,這是不嚴謹的。

那麼RS485是如何定義0和1的呢?

首先RS485採用差分線,不在以地電平為參考電平

所謂差分就是A,B兩條線,A比B高為一種狀態,B比A高為另外一種狀態。所以RS485用兩條線就可以傳輸數據。差分電平一定要大於200mV,否則保持狀態不反轉。我們常見的網線也是差分傳輸。

好處是可以使用雙絞線,電磁干擾每相鄰的雙嬌可以相互抵消。

阻抗匹配

阻抗:RS485定義的通訊線為120歐姆,所以當通訊波特率比較高時,在通訊線的兩個端點處需各增加1個120歐姆的電阻。

同時為了減少線阻,通訊距離越遠導線應該越粗。據我一個朋友講,我國航母的RS485通訊線有手臂那麼粗。正常使用0.56mm(24AWG)雙絞線即可。

波特率及距離

RS485的通訊波特率與距離成反比。因為當位寬度確定後,導線太長會造成延時(主要是電容引起的),影響接收端的位信號採集。以下為使用0.56mm(24AWG)雙絞線時,波特率與通訊距離的典型值。

2400Bps:1800米C

4800Bps :1200米

9600Bps :800米

我們常見的網線最大100米通訊距離。

具體實現

芯片可以採用MAX485,SP485等芯片。RT為120歐姆匹配電阻。實際使用時還要加6.8伏的TVS二極管(保護芯片)。最好單獨供電,光電隔離(避免共模電壓影響通訊)。

軟件協議不再提問之列,不再贅述。當使用兩對RS485芯片就構成了RS422協議,可以完成串口的透傳功能,優點是增加了通訊距離和抗干擾性。要知道TTL的串口只有15米的距離。正是這個優點,RS485協議也被用在工業現場通訊,比如PLC,觸摸屏等器件。


雅帆電子


你好,RS485的應用挺廣泛,可以支持ModBus協議,因為簡單、便宜、可靠、成熟,所以在工業控制、智能儀表和電力通信領域應用很多。

1、我們來看看RS485的一個典型組網結構:

理論上,一條RS485總線的傳輸距離可以達到1200米。但是在實際應用受通信芯片、波特率和線材、干擾等影響,實際上是遠遠達不到這個數值的。

理論上,一條RS485總線可以掛254臺設備,實際上也遠遠達不到,通常的應用中,也就是30臺左右。

RS485總線要採用上圖手拉手式的總線結構,堅決杜絕星型連接和分叉連接,如下圖:

關於線材的選用:

通信線纜要選擇兩芯屏蔽雙絞線,線徑不低於0.5平方。雙絞是因為485通訊採用差模通訊原理,雙絞的抗干擾性最好。有些野路子的做法用非屏蔽非雙絞線甚至是網線來敷設485通訊線,是極端錯誤的。

關於保障通信質量的幾種手段:

1、共地法:用1條線或者屏蔽線將所有485設備的GND地連接起來,這樣可以避免所有設備之間存在影響通訊的電勢差。

2、終端電阻法:在最後一臺485設備的485+和485-上並聯連接120歐姆的終端電阻來改善通訊質量。

3、如果通訊距離過長,建議如果超過500米就採用中繼器或者485HUB來解決問題。如果負載數過多,建議如果一條總線上超過30臺就採用485HUB來解決問題。


弱電筆記


現在儀表越來越智能,有時在選用時看看有沒有聯網通訊接口。原始的接口是沒聯網功能,也沒能實現點對點通訊,只是單純的數據模擬量信號,輸出也是簡單的過程量。隨後把接口改為RS232接口,這時能實現點對點通訊了,但沒能實現聯網功能,為了實現聯網功能,於是RS485通訊接口的出現,因此這些問題才得以解決。


RS485通訊採用差分信號負邏輯控制模式,2~6v表示0,-6~-2表示1。其通訊接線方式有兩種,分別為四線制和兩線制,現在基本上以兩線制通訊接線方式為主流。兩線制通訊方式其採用的多為總線式拓撲結構,此總線最多可掛32個節點。在RS485通訊網絡中基本上採用主從通訊方式,也就是一拖多。

有時會遇到PC帶的是RS232的接口,但是想得到pc上位機RS485的電路,可通過RS232/RS485轉換電路把PC機串口信號 RS232信號轉為RS485信號,也可用PCI多串口卡,直接把輸出信號選擇為RS485類型的擴展卡。


RS485網絡在工業網絡中也是比較流行的一種佈網方式,其特點是實施簡單方便,還有就是RS485的轉換接口不算貴,而且種類多。


Talk工控小白


RS485數據終端模塊,在工業自動化控制中,由於RS485接口組網方便接線簡單,抗干擾和抗噪能力較強,運行穩定可靠,因此被廣泛的應用於視頻監控、門禁對講、樓宇智能控制等各種信息化數據傳輸系統中。RS485是基於串口的通訊接口,數據接口為半雙工通訊模式最高傳速10Mbps,最大傳輸距離可達1500米。在數據傳輸線超過300米時,為避免信號反射回波,要在接收端接入終端匹配電阻,阻值相等於傳輸電纜特性阻抗即可,電阻一般為120Ω。另外,現場連線時RS485的AB端極性切莫接錯。




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