來源:工控無憂南京總部
在探討RS485通信之前,有必要先提及RS232通信。即便您不熟悉RS232通信,您很可能已經見過并使用過RS232接口——只需查看家中臺式電腦的機箱背面即可證實。
許多人在為S7-200系列PLC編程時,都使用過西門子的“PC-PPI”編程電纜,這種電纜實現了RS232與RS485通信的轉換。其中,“PC”端連接電腦的RS232接口,“PPI”端則連接PLC的RS485接口,而“PPI”是一種協議,RS485則是其物理傳輸介質。
RS485通信的必要性
RS232通信僅限于點對點連接,如電腦與PLC之間的通信。當系統中需要通信的節點超過兩個時,RS232便無法滿足需求。因此,電子工業協會(EIA)制定了新的接口標準RS485,它支持一點對多點的通信。
RS485的電氣標準基于RS422通信標準,而RS485實際上是RS422A的變形。RS422A支持全雙工通信,使用兩對平衡差分信號線分別進行發送和接收。
而RS485則為半雙工,僅使用一對平衡差分信號線,無法同時進行發送和接收。
關鍵點在于,RS485是半雙工的,適用于主從通信。
通過RS485通信接口和雙絞線,可以構建串行通信網絡,形成分布式系統,系統最多可支持32個站。若網絡中的設備數量超過32個,可以使用RS485中繼器,某些中繼器甚至支持連接多達128個站。
重點在于,RS485支持多站多設備通信。
RS485通信接線
為了有效抑制干擾,通常采用屏蔽雙絞線作為通信介質,例如西門子的Profibus DP電纜。每個設備的RS485通信接線相對簡單,前提是確保每臺設備是“手牽手”串聯連接(對于設備較多的情況,使用集線器或中繼器會更方便,下文將詳細介紹)。為了避免通信失敗和減少干擾,應避免星型連接或分叉。
關于設備如何實現“手牽手”串聯連接,可以參考西門子專門用于RS485通信的電纜接頭(Profibus DP接頭/插頭),這種接頭帶有終端電阻,使用方便,但價格較高。有些設備在RS485通信接線時采用端子形式,其接法可參考電纜接頭的接法。
RS485通信總線的布線
簡單應用通常采用總線型拓撲結構。但在復雜系統中,總線型拓撲結構的布線不僅繁瑣,而且浪費大量連線。靈活使用485集線器或485中繼器,可以將總線型拓撲結構轉變為星形或樹型拓撲結構,大大簡化了施工和后期維護工作。
485總線星形拓撲結構
485總線樹型拓撲結構
終端電阻的連接方法
在實際應用中,當傳輸距離超過一定長度時,總線的抗干擾能力會下降。此時,應在485總線的首尾兩端接入120歐姆的終端匹配電阻,以確??偩€的穩定性。正確的接法是在總線首端設備的出口和末端設備的入口各接一個120歐姆的終端電阻,該電阻并聯在485總線的正負兩線之間。
單獨使用232轉485轉換器
加接485中繼器時
使用485集線器時
關于RS485通信的幾個誤區和補充
有一個案例:學員在現場無法通過PLC讀取流量儀的數據。經過檢查,程序、硬件連接和電腦串口調試軟件均無問題,但儀表數據仍無法讀取。
RS485通信協議,這幾個詞看似和諧,其實不妥,因為協議是協議,RS485通信是介質(物理層),這是不能混為一談的。
例如打電話,電話是物理層,通話的人之間說的語言就是協議。同一個物理層可以傳輸不同的協議,就像電話兩邊的人可以用各種語言(協議)溝通。RS485通信就好比是電話是物理層,它可傳輸PPI協議,Modbus協議和Profibus協議等等。
后來經過溝通得知其儀表周邊有變頻器,動力線和通信線纏繞一起。于是令其動力線與信號線隔開距離布線,并且通信線路出口和末端加終端電阻。
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原文標題:RS485通信:核心概念+接線方法+典型應用
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