RS485通訊電纜

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RS485通訊電纜是美國(guó)EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì))公布的串行通信協(xié)議，采有用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)總線。它比RS-232信號(hào)傳輸距離長(zhǎng)、速度快、抗干擾性能好，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)、樓宇、能源等領(lǐng)域。

因?yàn)镽S485工業(yè)總線電纜的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)（32個(gè)）以及傳輸線成本低的特性， 使得EIA RS-485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。

RS485通訊電纜具體規(guī)格要求：

● 接收器的輸入電阻RIN≥12kΩ；

● 驅(qū)動(dòng)器能輸出±7V的共模電壓；

● 輸入端的電容≤50pF ；

● 在節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè)，配置了120Ω的終端電阻的情況下， 驅(qū)動(dòng)器至少還能輸出電壓1.5V；

● 接收器的輸入靈敏度為200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信號(hào)“0”；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信號(hào)“1”）。

RS485工業(yè)總線電纜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常要采集多點(diǎn)數(shù)據(jù)，模擬信號(hào)或開(kāi)關(guān)信號(hào)，一般用到RS485總線使用一主帶多從的通信方式，該種方式接線方便只需要兩根屏蔽電纜線，通信距離遠(yuǎn)zui大可支持1500m，加中繼器還可延長(zhǎng)通信距離，采用差分信號(hào)方式抗電磁干擾好。但該方式通信速度不能太快，一般采用主從召喚的方式采集各子單元的數(shù)據(jù)，即主單元依次召喚各子單元，召喚到哪個(gè)單元哪個(gè)單元上傳數(shù)據(jù)，總線的使用權(quán)*由主單元分配，各子單元不能擅自占領(lǐng)總線。如果系統(tǒng)的單元多，主單元循環(huán)采集一周的時(shí)間就很長(zhǎng)，子單元信息變化時(shí)不能及時(shí)發(fā)送給主單元，導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)突變事件的反應(yīng)處理速度慢。本文通過(guò)總線狀態(tài)檢測(cè)、從機(jī)主動(dòng)上發(fā)的方式解決。

RS485工業(yè)總線電纜結(jié)構(gòu)

RS485工業(yè)總線電纜支持半雙工或全雙工模式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò)。采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來(lái)，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響zui低。如果需要使用星型結(jié)構(gòu)，就必須使用485中繼器或者485中繼器才可以。如下圖：

RS-48工業(yè)總線要求各設(shè)備之間采用菊花鏈?zhǔn)竭B接方式，兩頭必須接有120Ω終端電阻（如圖1）。簡(jiǎn)化連接可采用圖2，但“D”段距離不得超過(guò)7 米。

RS-485zui大的通信距離約為1219M，zui大傳輸速率為10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下，才可以達(dá)到zui大的通信距離，如果需傳輸更長(zhǎng)的距離，需要加485中繼器。

RS-485總線一般zui大支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果使用特制的485芯片，可以達(dá)到128個(gè)或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)，zui大的可以支持到400個(gè)節(jié)點(diǎn)。

RS485工業(yè)總線電纜傳輸介質(zhì)

● 485信號(hào)線應(yīng)為雙絞線，在外面加上屏蔽層作為地線，將485網(wǎng)絡(luò)中485設(shè)備連接起來(lái)，并且在一個(gè)點(diǎn)可靠接地。

● 應(yīng)優(yōu)先采用各系統(tǒng)獨(dú)立供電方案，不要采用一臺(tái)大電源給系統(tǒng)并聯(lián)供電，同時(shí)電源線（交直流）不能與RS-485信號(hào)線共用同一股多芯電纜。

● RS-485信號(hào)線宜選用截面積0.75mm2以上雙絞線而不是平直線。對(duì)于每個(gè)小容量直流電源選用線性電源比選用開(kāi)關(guān)電源更合適。

● 485總線隨著傳輸距離的延長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生回波反射信號(hào)，如果485總線的傳輸距離如果超過(guò)100米建議施工時(shí)在485通訊的開(kāi)始端和結(jié)束端120歐姆的終端電阻。

● 如果485總線上的485設(shè)備比較多的話，建議使用帶有電源的485轉(zhuǎn)換器，無(wú)源型的485轉(zhuǎn)換器由于是從串口竊電，供電能力不是很足，負(fù)載能力不夠。

當(dāng)使用0.56mm2（24AWG）雙絞線作為通訊電纜時(shí)，根據(jù)波特率的不同，zui大傳輸距離理論值如下表：

RS485工業(yè)總線電纜布線施工

● 485信號(hào)線不可以和強(qiáng)電電源線一同走線；

● 485信號(hào)線不可以使用平行線、非屏蔽線作為布線。應(yīng)采用屏蔽雙絞線布線；

● 485信號(hào)線不可以使用普通的超五類(lèi)屏蔽雙絞線；

● 485布線不可以任意布設(shè)成星型接線與樹(shù)形接線。485布線規(guī)范是必須要手牽手的布線，一旦沒(méi)有借助485集線器和485中繼器直接布設(shè)成星型連接和樹(shù)形連接，很容易造成信號(hào)反射導(dǎo)致總線不穩(wěn)定；

● 485總線必須要接地。在很多技術(shù)文檔中，都提到485總線必須要接地，但是沒(méi)有詳細(xì)的提出如何接地。嚴(yán)格的說(shuō)，485總線必須要單點(diǎn)可靠接地。單點(diǎn)就是整個(gè)485總線上只能是有一個(gè)點(diǎn)接地，不能多點(diǎn)接地，因?yàn)閷⑵浣拥厥且驗(yàn)橐獙⒌鼐€（一般都是屏蔽線作地線）上的電壓保持*，防止共模干擾，如果多點(diǎn)接地適得其反。

RS485工業(yè)總線電纜故障處理辦法

RS-485是一種低成本、易操作的通信系統(tǒng)，但是穩(wěn)定性弱、同時(shí)相互牽制性強(qiáng)，通常有一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體或局部的癱瘓，而且又難以判斷。下面是幾種常用的故障處理辦法：

1、若出現(xiàn)系統(tǒng)*癱瘓，大多因?yàn)槟彻?jié)點(diǎn)芯片的VA、VB被電源擊穿，使用萬(wàn)用表測(cè)VA、VB間差模電壓為零，而對(duì)地的共模電壓大于3V，此時(shí)可通過(guò)測(cè)共模電壓大小來(lái)排查；

2、總線連續(xù)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)不能正常工作。一般是由其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致的。一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障會(huì)導(dǎo)致鄰近的2～3個(gè)節(jié)點(diǎn)（一般為后續(xù)）無(wú)法通信，因此將其逐一與總線脫離，如某節(jié)點(diǎn)脫離后總線能恢復(fù)正常，說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)故障；

3、集中供電的RS-485系統(tǒng)在上電時(shí)常常出現(xiàn)部分節(jié)點(diǎn)不正常，但每次又不*一樣。這是由于對(duì)RS-485的收發(fā)控制端TC設(shè)計(jì)不合理，造成系統(tǒng)上電時(shí)節(jié)點(diǎn)收發(fā)狀態(tài)混亂從而導(dǎo)致總線堵塞。改進(jìn)的方法是將各系統(tǒng)加裝電源開(kāi)關(guān)然后分別上電，或者采用電源隔離做法。

4、系統(tǒng)基本正常但偶爾會(huì)出現(xiàn)通信失敗。一般是由于網(wǎng)絡(luò)施工不合理導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性處于臨界狀態(tài)，改變走線或增加中繼模塊。應(yīng)急方法之一是將出現(xiàn)失敗的節(jié)點(diǎn)更換成性能更優(yōu)異的芯片?；蛘咴黾?85中繼器使用。