RS485總線的布線與注意事項(xiàng)

1、RS485總線的布線規(guī)范及注意事項(xiàng)通信采用RS-485總線的線材選用要求：使用2芯屏蔽雙絞線銅質(zhì)，線徑0.50.75平方毫米，阻抗3888歐姆/公里，容抗3050納法/公里，絞距20毫米的2芯屏蔽雙絞線（如果線的距離不超過(guò)500米可以適當(dāng)降低線的標(biāo)準(zhǔn)，但必須為雙絞線系統(tǒng)的總線：由兩個(gè)或多個(gè)相互間具有物理連接的設(shè)備組成，上最多允許掛接128個(gè)總線設(shè)備，在不加中繼器的情況下，總線長(zhǎng)度不大于1200米。系統(tǒng)總線不應(yīng)出現(xiàn)分支情況，如分支不可避免，則必須滿足以下三條要求：分支長(zhǎng)度不大于10米；總線長(zhǎng)度之和不超過(guò)800米；該分支線上的設(shè)備總數(shù)不得超過(guò)50個(gè)。所有通信信號(hào)線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源，信號(hào)線應(yīng)走弱電井

2、，不能與強(qiáng)電（如220伏住宅電源）或射頻信號(hào)線路（如CATV、大信號(hào)音頻線）并行走線，若并行走線，距離應(yīng)大于0.5米。所有線路的接點(diǎn)必須采用焊接或鏍絲卡緊的連接方式，并做防水及防潮處理，例如，可將對(duì)接點(diǎn)焊接后用防水膠帶纏緊或用環(huán)氧樹(shù)脂密封處理。信號(hào)共地：同一個(gè)網(wǎng)段上的所有設(shè)備必須具有統(tǒng)一的信號(hào)地，以避免共模干擾。集中供電時(shí)，把同一個(gè)網(wǎng)段上的所有電源（包括通訊設(shè)備的自帶電源）的直流負(fù)極直接接到一起組成公共信號(hào)地，此時(shí)信號(hào)地即直流電源地。單家獨(dú)立供電時(shí)，把同一個(gè)網(wǎng)段上所有總線設(shè)備的地（黑線）引腳接在一起，由此組成公共信號(hào)地。5總線使用線材推薦選型布線距離信號(hào)線電源線200米內(nèi)2*0.3mm2,雙絞

3、，護(hù)套線2*0.5mm2,平行，護(hù)套線200-5002*0.5mm2,雙絞，護(hù)套線2*0.75mm2,平行，護(hù)套線500-12002*0.75mm2,屏蔽雙絞，護(hù)套線2*1.0mm2,平行，護(hù)套線1200米以上2*1.0mm2，屏蔽雙絞，護(hù)套線2*1.5mm2,以上，平行，護(hù)套線在1200處加中繼器485布線注意事項(xiàng)：485通信線必須用屏蔽雙絞線,最好多股備用，總長(zhǎng)不超過(guò)1200米。布線盡量遠(yuǎn)離高壓電線，不要與電源線并行，更不能捆扎在一起。485總線一定要是手牽手式的總線結(jié)構(gòu)，堅(jiān)決杜絕星型連接和分叉連接。超出30臺(tái)控制器或線長(zhǎng)大于500米，必須采用485中繼器。交流供電的設(shè)備及機(jī)箱一定要真實(shí)接

4、地，而且接地良好。用屏蔽線將所有485設(shè)備的GND地連接起來(lái)。在最后一臺(tái)485設(shè)備的485+和485-上并接120歐姆的終端電阻。刑織讓點(diǎn)忸城：1.理擺碩用屛飪麻蟬純敘姑釦M毎用,總衣趙卻W杲簽晦域惦韋超區(qū)傷施電蚪，琳以車豎柑吐湍產(chǎn)幷聲*密爭(zhēng)殛貳扎把K-u48昭沽叫平asanGn堿制#i*n,.jq門芳擰馴幣q巧存曲Li19電血1|年13ttIgnJ1!1岫陽(yáng)q書控網(wǎng)露域煤社人5“樸必嘯震iiH芮中at稱.禮空吒供電的誼雋發(fā)械期応軋底取:捲塡”漓1L接地口好匚川inift&料所仃眄5a&囪戈0雎比揺忒來(lái).COLD.Oil7.如卑莊遵i&過(guò)段中旺勒打簾賂EirlJj4R.1RJLiajJ!JOB

5、tRS485接口RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，+2V+6V表示“0”，-6V-2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因：（1）共模干擾問(wèn)題：RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式,并不需

6、要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7+12V,只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。（2）EMI問(wèn)題:發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道（信號(hào)地），就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路：（1）通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS

7、485信號(hào)，對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。（2）通過(guò)PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號(hào)為RS485類型的擴(kuò)展卡。RS485電纜在一般場(chǎng)合采用普通的雙絞線就可以，在要求比較高的環(huán)境下可以采用帶屏蔽層的同軸電纜。在使用RS485接口時(shí)，對(duì)于特定的傳輸線路，從RS485接口到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度與信號(hào)傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?，這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所影響。理論上RS485的最長(zhǎng)傳輸距離能達(dá)到1200米，但在實(shí)際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x要比1200米短，具體能傳輸多遠(yuǎn)視周圍環(huán)境而定。在傳輸過(guò)程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，最多可以加八個(gè)中繼

8、，也就是說(shuō)理論上RS485的最大傳輸距離可以達(dá)到9.6公理。如果真需要長(zhǎng)距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是510公里，而采用單模光纖可達(dá)50公里的傳播距離。RS485布網(wǎng)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)形或星形網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：（1）采用一條雙絞線電纜作總線，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)的影響最低。有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長(zhǎng)或通信速率的提高，其不良影響會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信

9、號(hào)疊加，會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降。（2）應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線引出到總線?？傊?，應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線。在RS485組網(wǎng)過(guò)程中另一個(gè)需要主意的問(wèn)題是終端負(fù)載電阻問(wèn)題，在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負(fù)載電阻整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能很好的工作但隨著距離的增加性能將降低。理論上，在每個(gè)接收數(shù)據(jù)信號(hào)的中點(diǎn)進(jìn)行采樣時(shí)，只要反射信號(hào)在開(kāi)始采樣時(shí)衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實(shí)際上難以掌握，美國(guó)MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗(yàn)性的原則可以用來(lái)

10、判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長(zhǎng)度時(shí)需要進(jìn)行匹配：當(dāng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間（上升或下降時(shí)間）超過(guò)電信號(hào)沿總線單向傳輸所需時(shí)間的3倍以上時(shí)就可以不加匹配。一般終端匹配采用終端電阻方法，RS-485應(yīng)在總線電纜的開(kāi)始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Q。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻，因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100120Q。這種匹配方法簡(jiǎn)單有效，但有一個(gè)缺點(diǎn)，匹配電阻要消耗較大功率，對(duì)于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個(gè)難點(diǎn)，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進(jìn)行折衷。還有一種采用二極管的匹配

11、方法，這種方案雖未實(shí)現(xiàn)真正的“匹配”，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號(hào)，達(dá)到改善信號(hào)質(zhì)量的目的，節(jié)能效果顯著。最近兩年一些公司基于部分企業(yè)信息化的實(shí)施已完成，工廠中已經(jīng)鋪設(shè)了延伸到車間每個(gè)辦公室、控制室的局域網(wǎng)的現(xiàn)狀，推出了串口服務(wù)器來(lái)取代多串口卡，這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線路投資，節(jié)約成本，相當(dāng)于通過(guò)tcp/ip把多串口卡放在了現(xiàn)場(chǎng)。RS485和其它總線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別：我們把工業(yè)網(wǎng)絡(luò)歸結(jié)為三類：RS485網(wǎng)絡(luò)、HART網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。HART網(wǎng)絡(luò)：HART是由現(xiàn)在的艾默生提出一個(gè)過(guò)度性總線標(biāo)準(zhǔn)，他主要是在420毫安電流信號(hào)上面疊加數(shù)字信號(hào)，物理層采用BELL202頻移鍵

12、控技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)部分智能儀表的功能，但此協(xié)議不是一個(gè)真正意義上開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，要加入他的基金會(huì)才能拿到協(xié)議，加入基金會(huì)要一部分的費(fèi)用。技術(shù)主要被國(guó)外幾家大公司壟斷，近兩年國(guó)內(nèi)也有公司再做，但還沒(méi)有達(dá)到國(guó)外公司的水平?，F(xiàn)在有很大一部分的智能儀表都帶有HART圓卡，都具備HART通訊功能。但從國(guó)內(nèi)來(lái)看還沒(méi)有真正利用其這部分功能，最多只是利用手操器對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，沒(méi)有發(fā)揮出HART智能儀表應(yīng)有的功能，沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看由于HART通信速率低組網(wǎng)困難等原因，HART儀表的采購(gòu)量會(huì)程下滑趨勢(shì)，但由于HART儀表已經(jīng)有十多年的歷史現(xiàn)在在裝數(shù)量非常的大，對(duì)于一些系統(tǒng)集成商來(lái)說(shuō)還有很大的可利用空間。

13、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著自動(dòng)化控制技術(shù)又一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始。現(xiàn)場(chǎng)總線是連接設(shè)置在控制現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備的數(shù)字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡(luò)。其關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)近年來(lái)成為國(guó)際上自動(dòng)化和儀器儀表發(fā)展的熱點(diǎn)，它的出現(xiàn)是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了革命性的變化，是自控系統(tǒng)朝著智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化的方向邁進(jìn)，形成新型的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布式控制系統(tǒng)-現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS(FieldbusControlSystem)。但是現(xiàn)在的現(xiàn)場(chǎng)總線的各種標(biāo)準(zhǔn)并行存在并且都有自己的生存領(lǐng)域，還沒(méi)有形成真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵是看不到什么時(shí)候能形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)也不夠成熟。另外現(xiàn)場(chǎng)總線的儀表種類還比較少可供選擇的余地小，價(jià)格也偏高，從最終