RS485通讯连接方式是怎样的?

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RS485总线通讯是工控、自动化行业最为常用的通讯方式,由于其接口简单、通讯距离长、抗干扰性能好,是优选的通讯方式。下面介绍RS485相关的内容。

1 RS485总线通讯概述

RS485接口的通讯方式可以走Modbus-RTU协议,也可以走Modbus-TCP/IP协议,工控行业常用的还是RTU协议。RS485总线要用到RS-A和RS-B两根线,除了电源线外,只需要AB两根线即可实现多台设备的挂接。RS485总线通讯的拓扑图如下图所示。

RS485通讯为主从式通讯方式,即在一个系统中有一个RS485主机,可以挂接多个RS485从机,主机定时发送轮询命令,查询从机的状态,从机收到轮询命令后回复相应的数据。其数据结构主要包括:地址、功能码、数据(寄存器地址、字节个数等)、校验码等。

2 RS485总线的相关参数

与之相关的重要参数有从机地址、通讯波特率、校验方式、数据位数、停止位等。每一台从机都有一个唯一的地址,不能重复,从机就是通过主机数据中的地址数据来判断主机的轮询对象的。主机和多台从机在通讯的时候,其通讯波特率必须一致,如果波特率不一致的话通讯不成功。数据位数一般为八位,停止位有1位或者2位,校验方式有奇校验、偶校验和无校验等。

3 终端电阻

如果通讯距离比较短或者所挂接的从机设备比较少,那么终端电阻是可以不接的,但是随着距离的增加和从机设备的增多,信号在总线末端容易引起反射,导致通讯不稳定。为了 消除这种反射就会在总线的末端加一个终端电阻,终端电阻的经验值一般为120Ω。

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RS485通讯连接方式在工控领域中应运是十分广泛的,比如变频器与可编程控制器(PLC)之间的通信、触摸屏(HMI)与可编程控制器(PLC)之间的通信,以及变频器与触摸屏间的通讯都可使用RS485通信;在其它通信控制领域也应用很广,比如小区监控、门禁系统等。



RS485总线通讯的工作特点

我们知道RS485总线通讯是用电压差分方式传送数据的,这种方式能够抑制共模干扰,当所传输信号周围环境比较复杂时,这种方式能够提高通信的可靠性。RS485总线通讯它的最大传输距离是1200米,传输速度可以达到10Mb/s,但随着距离的增加其速率是在下降的,大量实验证明,当传输速率达到100Kb/s以下的时侯才能达到最大的通信距离。

RS485连接特点

从拓扑结构形式看,RS485可以用485集线器构成菊花链的连接方式、树形连接方式或者星形的连接方式等。这种连接方式必须是手拉手的布线方法,这样做的目的是使传输信号稳定,否则当受干扰出现问题时不容易查找。

另外由于RS485总线所传输的只是信号,对线径要求不是很高,从总线所用传输线材料看RS485总线可以使用非屏蔽线,用普通网线就可以,也可以用双绞线,这样能实现两线上的干扰电平互相抵消以实现较好的抗干扰效果,当然用屏蔽线会更好!



从接地连接形式来说,RS485总线一般要求是单点可靠接地,也就是在整个RS485总线上只能有一个接地点,这样做的目的也是为了保持电压一致,防止共模干扰。

另外若在长距离传输信号时,常常会在RS485总线上要加终端匹配电阻,其阻值大约120欧姆。这种总线采用两根通信线,一般常用D+和D-来表示(有的也用A和B表示)。

以上是我对RS485通信连接方式的看法,欢迎大家讨论、观注!


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还记得网络通讯协议的顺口溜:“物数网传会表应”吗?

物理层->数据层->网络层->传输层->会话层->表示层>应用层

RS485就是物理层的协议定义。解决如何表示0和1

之所以叫物理层,就是实实在在和硬件打交道的,可被我们感知和观测的,也是比较容易理解的。

比如灯光的亮表示1,灭表示0;又或者TTL高电平表示1,低电平表示0。而数字通讯传输的无非是0和1。不同的硬件协议只是定义0和1的表示方法不同,而RS485就是其中一个。

特别强调的是,我们平常所说的RS485通讯一般都包含有软件协议,这是不严谨的。

那么RS485是如何定义0和1的呢?

首先RS485采用差分线,不在以地电平为参考电平

所谓差分就是A,B两条线,A比B高为一种状态,B比A高为另外一种状态。所以RS485用两条线就可以传输数据。差分电平一定要大于200mV,否则保持状态不反转。我们常见的网线也是差分传输。

好处是可以使用双绞线,电磁干扰每相邻的双娇可以相互抵消。

阻抗匹配

阻抗:RS485定义的通讯线为120欧姆,所以当通讯波特率比较高时,在通讯线的两个端点处需各增加1个120欧姆的电阻。

同时为了减少线阻,通讯距离越远导线应该越粗。据我一个朋友讲,我国航母的RS485通讯线有手臂那么粗。正常使用0.56mm(24AWG)双绞线即可。

波特率及距离

RS485的通讯波特率与距离成反比。因为当位宽度确定后,导线太长会造成延时(主要是电容引起的),影响接收端的位信号采集。以下为使用0.56mm(24AWG)双绞线时,波特率与通讯距离的典型值。

2400Bps:1800米C

4800Bps :1200米

9600Bps :800米

我们常见的网线最大100米通讯距离。

具体实现

芯片可以采用MAX485,SP485等芯片。RT为120欧姆匹配电阻。实际使用时还要加6.8伏的TVS二极管(保护芯片)。最好单独供电,光电隔离(避免共模电压影响通讯)。

软件协议不再提问之列,不再赘述。当使用两对RS485芯片就构成了RS422协议,可以完成串口的透传功能,优点是增加了通讯距离和抗干扰性。要知道TTL的串口只有15米的距离。正是这个优点,RS485协议也被用在工业现场通讯,比如PLC,触摸屏等器件。


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你好,RS485的应用挺广泛,可以支持ModBus协议,因为简单、便宜、可靠、成熟,所以在工业控制、智能仪表和电力通信领域应用很多。

1、我们来看看RS485的一个典型组网结构:

理论上,一条RS485总线的传输距离可以达到1200米。但是在实际应用受通信芯片、波特率和线材、干扰等影响,实际上是远远达不到这个数值的。

理论上,一条RS485总线可以挂254台设备,实际上也远远达不到,通常的应用中,也就是30台左右。

RS485总线要采用上图手拉手式的总线结构,坚决杜绝星型连接和分叉连接,如下图:

关于线材的选用:

通信线缆要选择两芯屏蔽双绞线,线径不低于0.5平方。双绞是因为485通讯采用差模通讯原理,双绞的抗干扰性最好。有些野路子的做法用非屏蔽非双绞线甚至是网线来敷设485通讯线,是极端错误的。

关于保障通信质量的几种手段:

1、共地法:用1条线或者屏蔽线将所有485设备的GND地连接起来,这样可以避免所有设备之间存在影响通讯的电势差。

2、终端电阻法:在最后一台485设备的485+和485-上并联连接120欧姆的终端电阻来改善通讯质量。

3、如果通讯距离过长,建议如果超过500米就采用中继器或者485HUB来解决问题。如果负载数过多,建议如果一条总线上超过30台就采用485HUB来解决问题。


弱电笔记


现在仪表越来越智能,有时在选用时看看有没有联网通讯接口。原始的接口是没联网功能,也没能实现点对点通讯,只是单纯的数据模拟量信号,输出也是简单的过程量。随后把接口改为RS232接口,这时能实现点对点通讯了,但没能实现联网功能,为了实现联网功能,于是RS485通讯接口的出现,因此这些问题才得以解决。


RS485通讯采用差分信号负逻辑控制模式,2~6v表示0,-6~-2表示1。其通讯接线方式有两种,分别为四线制和两线制,现在基本上以两线制通讯接线方式为主流。两线制通讯方式其采用的多为总线式拓扑结构,此总线最多可挂32个节点。在RS485通讯网络中基本上采用主从通讯方式,也就是一拖多。

有时会遇到PC带的是RS232的接口,但是想得到pc上位机RS485的电路,可通过RS232/RS485转换电路把PC机串口信号 RS232信号转为RS485信号,也可用PCI多串口卡,直接把输出信号选择为RS485类型的扩展卡。


RS485网络在工业网络中也是比较流行的一种布网方式,其特点是实施简单方便,还有就是RS485的转换接口不算贵,而且种类多。


Talk工控小白


RS485数据终端模块,在工业自动化控制中,由于RS485接口组网方便接线简单,抗干扰和抗噪能力较强,运行稳定可靠,因此被广泛的应用于视频监控、门禁对讲、楼宇智能控制等各种信息化数据传输系统中。RS485是基于串口的通讯接口,数据接口为半双工通讯模式最高传速10Mbps,最大传输距离可达1500米。在数据传输线超过300米时,为避免信号反射回波,要在接收端接入终端匹配电阻,阻值相等于传输电缆特性阻抗即可,电阻一般为120Ω。另外,现场连线时RS485的AB端极性切莫接错。




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