485通訊問題講解

485通訊問題講解一、關(guān)于485總線的幾個概念：訊線材優(yōu)質(zhì)達標，波特率為9600,只負載一臺485設(shè)備，才能使得通訊距離達到1200米，所以通常485總線實際的穩(wěn)定的通訊距離往往達不到1200米。如果負載485設(shè)備多，線材阻抗不合乎標準，線徑過細，轉(zhuǎn)換器品質(zhì)不良，設(shè)備防雷保護復(fù)雜和波特率的提高等等因素都會降低通訊距器都能夠帶128臺設(shè)備的，要根據(jù)485轉(zhuǎn)換器內(nèi)芯片的型號和485設(shè)備標稱往往實際上是達不到的，通訊距離越長、波特率越高、線徑越細、線護越強，這些都會降低真實負載數(shù)量。3、485總線是一種最簡單、最穩(wěn)定、最成熟的工業(yè)總線結(jié)構(gòu)這種概念是錯誤的。485總線是一種用于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式。。其通訊質(zhì)量需要根據(jù)施工經(jīng)驗進行調(diào)試和測試采可以得到保證。485總線雖然簡單，但也必須嚴格按照安裝施工規(guī)范進行布線。二、必須嚴格按照施工規(guī)范施工在485總線系統(tǒng)施工時必須嚴格按1、485+和485—數(shù)據(jù)線一定要互為2、布線一定要布多股屏蔽雙絞線。多股是為了備用，屏蔽是為了便于出現(xiàn)特殊情況時調(diào)試，雙絞是因為485通訊采用差模通訊原理，雙絞的抗干擾性較好。不采用雙絞線是錯誤的。3、485總線一定要用手牽手式的總線結(jié)構(gòu)，堅決避免星型連接和分叉4、設(shè)備供電的交流電及機箱一定要真實接地，而且接地良好。有很多地方表面上有三角插座，其實根本沒有接地，接地良好可以防止設(shè)備被雷擊、浪涌沖擊。靜電累積時可以配合設(shè)備的防雷設(shè)計較好地釋放能量，保合乎規(guī)范?？梢愿鶕?jù)遇到的問題采用下面幾種調(diào)試方法。1、共地法：用1條線或者屏蔽線將所有485設(shè)備的GND地連接起來，這樣可以避免所有設(shè)備之間存在影響通訊的電勢差。2、終端電阻法：在最后一臺485設(shè)備的485+和485-上并接120歐姆3、中間分段斷開法：通過從中間斷開來檢查是否設(shè)備負載過多、通訊距離過長、某臺設(shè)備對整個通訊線路的影響等。4、單獨拉線法：單獨簡易拉一條線到設(shè)備，這樣可以用來排除是否是5、更換轉(zhuǎn)換器法：隨身攜帶幾個轉(zhuǎn)換器，這樣可以排除是否是轉(zhuǎn)換器6、筆記本調(diào)試法：先保證自己隨身攜帶的電腦筆記本是通訊正備，用它來替換客戶電腦進行通訊，如果正常，則表明客戶的電腦的串口四、建議和忠告采用485總線結(jié)構(gòu)常見的幾種通訊故障有下面幾種。2、可以上傳數(shù)據(jù)，但不可以下載數(shù)據(jù)。4、有時能通訊上，有時通訊不上，有的指令可以通，有的指令不可以和購買門禁廠家提供的485轉(zhuǎn)換器或者廠家指定推薦品牌的485轉(zhuǎn)換器。2、門禁廠家會對與其配套的485轉(zhuǎn)換器做大量的測試工作，并且會要求485轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)廠家按照其固定的性能參數(shù)進行生產(chǎn)和品質(zhì)檢測，所以它與門禁設(shè)備具備較好的兼容性。千萬不要貪圖便宜購買雜牌廠家的485轉(zhuǎn)4、對線路較長、負載較多的485總線工程采用科學(xué)的、有預(yù)留的解決方的萬用表，幾個120歐姆的終端電阻。摘要討論了在數(shù)據(jù)點的地理位置較分散的情況下，如何通過RS-485網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)組成一個實時通信關(guān)鍵詞RS-485網(wǎng)數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)發(fā)送串口通信位于粵東的梅縣電廠共有4臺機組，總裝機容量為350MW。1、2號機組容量均為50MW,3、4號機組為新擴建的125MW機組。3、4號機組的機爐控制均使用西儀橫河公司的(μXL熱工控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)按設(shè)計要求具備由串行通信口往外傳送熱工數(shù)據(jù)的能力。按電廠要求，希望在辦公樓建立一套生產(chǎn)管理的微機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)上不僅要能運行一些生產(chǎn)管理軟件，同時要能實時地以圖形及參數(shù)表格的形式看到3、4號機組的熱工數(shù)據(jù)和全廠的電氣數(shù)據(jù)。此外，還要求讓3、4號機組值長室，網(wǎng)控室，1、2機組中控室均能由屏幕上看到全廠的電氣數(shù)據(jù)(以圖形及表格形式。要建立的這一套系統(tǒng)有2個特點：第一是數(shù)據(jù)來源多。3、4號機組的熱工數(shù)據(jù)要由3、4號機組的μXL系統(tǒng)的串行通信口獲取。全廠電氣數(shù)據(jù)要由位于網(wǎng)控室的2臺遠方終端單元收取。第二是系統(tǒng)分散，各數(shù)據(jù)收、發(fā)點相距距離遠。需要裝實時監(jiān)測工作站的地點有1、2號機組中控室，3、4號機組值長室，網(wǎng)控室，新舊2棟辦公樓內(nèi)的廠領(lǐng)導(dǎo)和職能科室等(見圖1。值樣兒"圖1實時系統(tǒng)地理位置分布圖1實時網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立由于整個系統(tǒng)地理位置較分散且相距較遠，采用通常的細纜、粗纜和雙絞線都無法將上述地方組成1個局域網(wǎng)。若采用光纖或廣域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，將大大增加廠方的投資?？紤]到廠方只要求在辦公樓建立生產(chǎn)管理系統(tǒng)，我們這樣設(shè)計實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系a通過光纖將局域網(wǎng)延伸，使新舊辦公樓組成1個μXL系統(tǒng)及上述局域網(wǎng)之間通過RS-485網(wǎng)絡(luò)通信交換文件服務(wù)器放在新辦公樓六樓的計算機房，每層樓安裝1個集線器。PC機通過五類線與集線器相連，集線器之間通過細纜相連。在新辦公樓和舊辦公樓的二樓安裝1對光纖收發(fā)器，通過光纖將新辦公樓的局域網(wǎng)延伸到舊辦公樓。這樣，新舊辦公樓就組成了1個局域網(wǎng)(見圖2。文件文件服務(wù)器PC工作站1PC工作站n副廠長工作站1■工作站2實時數(shù)據(jù)的傳輸廠里原有1臺RTU收集1、2號機組的電氣數(shù)據(jù)。為了收集3、4號機組的電氣數(shù)據(jù)，需增加1臺RTU。設(shè)置1臺通信工控機，接收2臺RTU送出的電氣數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到需要的地方。在NOVELL網(wǎng)中設(shè)置1臺數(shù)據(jù)接收機，通過485網(wǎng)絡(luò)接收3、4號機組μXL系統(tǒng)送出的機爐數(shù)據(jù)和上述通信工控機送出的電氣數(shù)據(jù)。而局域網(wǎng)上的PC工作站通過網(wǎng)絡(luò)共享這些實時數(shù)據(jù)。這樣歸結(jié)起來，通過485網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)的地方有3個：3號機組μXL通過485網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)的地方有4個：NOVELL網(wǎng)中的數(shù)據(jù)接收機，網(wǎng)控室的工作站，1、2號機組中控室，3、4號機組值長室(見圖3。ru通信工控機3RS-485網(wǎng)絡(luò)通信的建立及特點從圖1我們知道，以上這些地方相距較遠，如何解決這些較遠距離的串口通信問題呢?提到遠距離串行通信，人們通常會想到調(diào)制解調(diào)器(MODEM。假設(shè)在這里選用MODEM,那么由于MODEM采用的是RS-232通信方式，其數(shù)據(jù)傳輸方式是點對點的，在通信工控機端必須安裝4個MODEM(因為有4個地方必須接收它的數(shù)據(jù)，在局域網(wǎng)數(shù)據(jù)接收機端要安裝3個MODEM。這顯然有點浪費也不太合理。在實際中，我們是通過ADAM-4520模塊建立1個RS-485網(wǎng)絡(luò)來解決這些遠距離的通信問題的。這樣做有以下優(yōu)點aADAM-4520為帶光電耦合隔離的模塊(隔離電壓為直流500V。在電廠現(xiàn)場，由于電磁干擾或多點接地或距離傳輸，都可能造成電壓差。而采用了光電耦合等隔離方式的ADAM-4520模塊，可有效防止電壓差引起的控制設(shè)備故障或損壞。bRS-485網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式為半雙工多點，1個發(fā)送器可以有多達32個接收器。這樣在通信工控機端只需1個發(fā)送用ADAM-4520,就可將電機組值長室等4個地方。cRS-485網(wǎng)絡(luò)通信距離為1200m,可充分滿足這里實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)膁ADAM模塊的智能I/O電路自動控制數(shù)據(jù)流方向，而不需要握手信號(如RTS和CTS。所以RS-485網(wǎng)絡(luò)通信只需1對導(dǎo)線便可。而采用MODEM的話，每一對MODEM之間便需4根導(dǎo)線以上。連接，在RS-232半雙工方式下編寫的數(shù)據(jù)傳輸程序，在本系統(tǒng)下無須更fADAM-4520模塊的包裝是緊湊型的工業(yè)級包裝?？煞奖愕匕惭b在面板、DIN導(dǎo)軌或以重疊方式安裝。對于局域網(wǎng)數(shù)據(jù)接收機端需安裝3個ADAM-4520模塊的情形，也可很方便地實現(xiàn)。4實時監(jiān)測系統(tǒng)的軟件及功能在局域網(wǎng)的電廠生產(chǎn)實時監(jiān)測系統(tǒng)中，我們采用的是廣東省電力試驗研究所引進的TOSS-2000網(wǎng)絡(luò)版。安裝在新辦公樓計算機房的數(shù)據(jù)接收機，同時也是TOSS-2000系統(tǒng)的前置機。它接收到的3號機組μXL系統(tǒng)、4號機組μXL系統(tǒng)和通信工控機送出的數(shù)據(jù)，都放在TOSS-2000的實時數(shù)據(jù)TOSS-2000軟件，都可實現(xiàn)以下功能：a以圖形、曲線和參數(shù)表的形式監(jiān)測全廠的電氣實時數(shù)據(jù)和3、4號機組的機爐實時數(shù)據(jù)，以及b打印報表(包括定時打印和召喚打??；c遙信變位報警及事故追憶；d有一定安全級別的操作員，可在線修改圖形、生成新的畫面、修改實時數(shù)據(jù)庫、定義熱鍵、定義報表。值長室這3個地方的生產(chǎn)實時監(jiān)測工作站中，運行的是單機版的TOSS-2000系統(tǒng)。除了不能看到3、4號機組的機爐數(shù)據(jù)外，別的功能與局域網(wǎng)中的工作站相同。在梅縣電廠的生產(chǎn)實際中，我們用RS-485網(wǎng)絡(luò)解決了較遠距離的多點串口數(shù)據(jù)通信問題，使生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能看到生產(chǎn)的實時數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)已投入實際運行1a多，運行穩(wěn)定，在電力生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的作用，是RS-485網(wǎng)絡(luò)通信的一個極好的使用范例。I.簡介數(shù)字發(fā)動機控制采用數(shù)字處理器來控制電動機的運轉(zhuǎn)。一般情況下數(shù)字處理器可采用一種或多種反饋方式，使其構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)。這可比作模擬控制系統(tǒng)和開環(huán)傳動系統(tǒng)。許多應(yīng)用都采用了數(shù)字發(fā)動機控制，包括存儲設(shè)備(如：磁盤驅(qū)動器)、工業(yè)機器人、高精度半導(dǎo)體制造、打印機以及復(fù)印機等。發(fā)動機設(shè)備反饋成電信號，控制器可利用這些信號來確定發(fā)動機的這些均是基于電感的傳感器；另外還有基于電磁的霍爾效應(yīng)傳感器以及基于電無論采用哪種傳感器方式，數(shù)字控制器必須重復(fù)采樣傳感器信號，以便不斷了在所示的傳動控制應(yīng)用示例中，需要特別注意多個不同接口的數(shù)據(jù)傳輸問題。表1說明了信號的多種分類并總表1顯示了任何數(shù)據(jù)傳輸方案都必須具有廣泛的操作范圍，以便適應(yīng)各種數(shù)字傳動控制需要。RS-485信令技術(shù)些信號。請注意：該圖顯示了單軸系統(tǒng)；多軸系統(tǒng)可共享相同的控制器并把相關(guān)部分(mechanicII.數(shù)據(jù)傳輸問題與485的應(yīng)對方法數(shù)字傳動控制應(yīng)用對在實現(xiàn)系統(tǒng)部件之間有效、可靠的通信方面面臨眾多挑戰(zhàn)靠，以便控制運動機構(gòu)。另外，與運動應(yīng)用相伴而來的還有對線纜路由的限制，環(huán)境路上的電壓差必須高于1.5V或者低于-1.5V,以便傳輸有效狀態(tài)。這適用于所有有效負載條件。檢測。這種靈敏度可以彌補線纜中的損耗，而這種損耗會在驅(qū)動器端將信號幅度降至1.5V以下(或更低)。接收器磁滯雖然在485標準中未予以規(guī)定，但也非常重要，它是低電平到高電平以及高電平到低電平傳輸閾值因為不存在完美平衡的線對，因此EMI源會產(chǎn)生以下差分噪聲。如果沒有接收器磁滯，無論是由于有效信號改變還是噪聲響應(yīng)，接收器均會在每次輸入交叉(0差分電壓)時改變狀態(tài)。因此，需要磁滯來避免寄生脈沖，在空閑總線或過渡期間更是如此。這些寄生脈沖會被解釋成編碼器計數(shù)、階躍指令(stepcommand)或傳動裝磁滯為40～60mV,而磁滯達到100mV的接收器可應(yīng)對尤為惡劣的電氣噪聲環(huán)境。ii.接地電勢/共模另一個可影響傳動控制應(yīng)用中通信的電氣挑戰(zhàn)是驅(qū)動器與接收器節(jié)點之間的接地參考。電流負載(如：高功率工具可能產(chǎn)生的電流負載)會造成這類問題。由于發(fā)動機反向EMI、設(shè)備故障以及附近閃電產(chǎn)生的二次浪涌通過示例可說明在傳動控制應(yīng)用中如何會出現(xiàn)接地偏移。設(shè)想一個典型的發(fā)動機與放大器/控制器，它們采用如果節(jié)點1與2之間的24V電源采用50米14AWG線纜連接的話，則RCOPPER大約為0.5。在正常操作中，發(fā)動機電流低于2A。但是在失速故障(stallfault)情況下，電流可能激增到10A。由于接地線上的壓降，的信號在節(jié)點2被接收到時都會出現(xiàn)-5V的圍之內(nèi)。由于節(jié)點1的差分信號進行了同等偏移，因此差模信號仍然有效，而RS-485接收器也將可靠地接收護功能。典型的保護電平為8kV～15kV,而諸如SN65LBC184的某些收發(fā)器可提供超過30kV的事件保護。特另一類電氣危險是由于瞬態(tài)(浪涌)過壓造成的損害。由擊穿次級電源變壓器的閃電或者由機器故障導(dǎo)致的局管來提供這種能量消散的安全通道。帶有集成瞬態(tài)電壓抑制電路的SN65LBC184能夠保護浪涌電壓電源超過其他考慮因素與發(fā)動機控制應(yīng)用的苛刻環(huán)境有關(guān)。高功率及工業(yè)應(yīng)用需要具備較大速度·信令速率(同步)延遲ii.傳播延遲(線纜傳輸延遲，收發(fā)器延遲……)收發(fā)器與介質(zhì)的傳播延遲主要是通過半導(dǎo)體器件及銅線傳輸電為10到100毫微秒量級。諸如RS-485的雙絞線等線纜的傳播延遲一般為每米5毫微秒。因此，即使是速度非?？斓南到y(tǒng)，1微秒(1000毫微米)的收發(fā)器延遲也只是對應(yīng)不到4度的相移。對于長度不到100米的線纜，由