RS485总线是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。rs-485采用半双工工作方式,支持多点数据通信。rs-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个串接起来,不支持环形或星型网络。
国产工业总线 工业总线线束
国产工业总线 工业总线线束
rs-485采用平衡发送和分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mv的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。 有些rs-485收发器修改输入阻抗以便允许将多达8倍以上的数连接到相同总线。rs-485最常见的应用是在工业环境下可编程逻辑内部之间的通信。 [1]
RS-485总线,也叫工业485总线。
RS485是数据信号采用分传输方式的串行总线
rs485接线时,一般应采用手牵手的总线拓扑结构,不要采用星型拓扑结构。
485总线的特点就是一主多从,顾名思义,也就是一个主机,多个从机,一个总线上同时只能有一个主设备发起数据传输,同时只能有一个设备回复数据。485总线理论上可以同时连接256的设备,但是在实际不能接这么多,具体设备数量还需要设计测试。这个和驱动芯片、线径、走线方式等等因素有关。理论上设备目前485总线广泛的用于工业仪表等领域。
一条RS485总线能并联多少台设备要看什么芯片,并和所用电缆的品质相关,越多、传输距离越远、电磁环境越恶劣,所选的电缆要求就越高。
支持32个数的芯片:SN75176,SN75276,SN75179,SN75180,MAX485,MAX488,MAX490
支持64个数的芯片:SN75LBC184
支持128个数的芯片:MAX487,MAX1487
支持256个数的芯片:MAX1482,MAX1483,MAX3080~MAX3089
应用在工业上的总线技术,如工业以太网,和互联网一样的通过网络协议进行通讯信息交流的一种方法,协议有很多种,如FF,PROFIBUS,MODBUS,DEVICE NET,ETHERNET等等,各种协议都在某些工业领域有特别的应用效果。
在我国,总线应用在汽车,钢铁,冶金,烟草等行业应用的毕竟广泛,在化工等行业也在推广期间。你可以对应的不同的协议有不同的总线协会,你登陆它们的网站可以看到很多对应的应用,特性等多方面介绍
现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列,为其应用开拓了更为广阔的领域; 一对双绞线上可挂接多个控制设备, 便于节省安装费用; 节省维护开销; 提高了系统的可靠性; 为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。
一、 Lonworks:它由美国Echelon公司推出,它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议,采用面向对象的设计方法,通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和线等多种通信介质,并开发了本质安全防爆产品,被誉为通用控制网络。采用Lonworks技术和神经元芯片的产品,被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。
二、基金会现场总线(Foundation Fieldbus):基金会现场总线(Foundation Fieldbus,简称FF)于1994年由美国Fisher-Rosemount和Honeywell为首成立。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础,取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次,并在应用层上增加了用户层。基金会现场总线分H1和H2两种通信速率。H1的传输速率为31.25kbps,可支持总线供电和本质安全防爆环境,支持双绞线、光缆和发射,协议符合IEC1158-2标准,传输信号采用曼册斯特编码。
三、 CAN :CAN是控制局域网络的简称,由德国BOSCH公司推出,它广泛用于离散控制领域。CAN的信号传输采用短帧结构,传输时间短,具有自动关闭功能,具有较强的抗干扰能力。
四、 HART:HART最早由Rosemount公司开发。其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变的过渡产品。由于它采用模拟数字信号混和,难以开发通用的通信接口芯片。HART能利用总线供电,可满足本质安全防爆的要求,并可用于由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。
现场总线的类型 现场总线的类型——CAN(局部网) 现场总线的类型——LONWORKS(局部作网络) 现场总线的类型——PROFIBUS(过程现场总线) 现场总线的类型——FF(基金会现场总线) 现场总线的类型——HART(可寻址远程传感器数据通路)
CAN 总线较为多用.特别是汽车工业. ArcNet协议是Datapoint公司注册的一种总线标准。它是以现代控制系统(Contemporary Control System)为骨架演变而来的,主要用于生产过程、工厂自动化和楼宇自动化中的实时控制。ArcNet通信工作的关键是令牌传递协议,即只有持有令牌的站点才可向网络上发送报文 ,并且令牌对每个站点是平等的。采用令牌方式可以有效地消除网络忙时发生的碰撞。该协议还允许在不妨碍控制软件运行的前提下自动对网络重新组态,增加或删除网络中的站点。 ArcNet支持总线型、星型和分布星型网络拓扑结构。 执行器传感器接口(Actuator Sensor Intece,ASI)是Siemens E&A公司制定的一种应用于低层设备的总线标准。ASI用于需要数字传感器或执行器的工业现场,如食品加工流水线和原材料处理流水线等。由于该总线具有数据传输率较高和安装成本较低的特点,因此可取代将不同设备连接到汇流排的导线。ASI的另一个特点是可以通过传输数据的两根导线为现场设备供电,即实现总线供电。该协议由一个传感器和执行器制造商协会来发展和完善。A S I适合IP67环境标准,可用于现有的工业设备,支持线型、树型和星型网络拓扑结构。 DevNet是设备级总线系统的又一个例子。开放的DevNet用户协会为生产厂家提供分布控制解决方案,其中包括汽车生产、食品和饮料加工、材料处理、机械制造、造纸和采矿等。通过广泛选择成员,DevNet在控制成本、特殊产品应用方面为用户提供灵活、广泛的支持。 为输入/输出设备提供高速数据吞吐是Interbus-S总线的特长。它在欧洲广泛使用, 并在北美成立了一个由用户和设备供应商组成的Interbus-S协会。Interbus-S协议被认为是一种有较强数据处理能力的总线,其中包括对设备故障的诊断能力和允许用户发送复杂参数、数据的能力。Interbus-S主要用于分布式制造业,如汽车生产、出版印刷和材料加工业等。 Genius分布式输入/输出系统由GE公司于1985年推出,目的是用于石化工业。它的特性之一是可完成实时决策控制。通过简单控制连线,Genius可以构成分布式输入/输出系统。同时 ,它还为系统提供自诊断能力,并减少系统建立、调试和维修的时间。 Seriplex总线是在Seriplex技术组织指导下实施的一种总线标准。该系统对同一网络中的模拟和数字设备都可提供决策控制。该总线协议对用户是透明的,并且对网络拓扑结构没有严格限制。另外,Seriplex总线还提供一种非微处理器的嵌入式芯片,通过该芯片可将I/O设备智能化,并保持较小的体积和较低的成本。而紧凑的体积可以从使用的角度去布局,即允许用单个Seriplex总线电缆替代任何点对点的电缆排线,并减少系统的建立时间和安装成本。 SERCOS(SERial COmmunication System)接口是已被实际现场应用证明的、采用光纤传输数据的总线标准。它为用户提供一种数字的、同步的、32位分辨率、对噪声有免疫力的光纤传输媒体。它提供扩充诊断能力,对分布式、数字多轴运动控制提供较好的应用。该标准已通过IEC认证(IEC-14)。SERCOS由30多个设备供应商支持,SERCOS N.A组织为工程设计和产品开发提供信息。 SDS(Smart Distributed System)是一种由Honeywell公司开发的、基于CAN(Controll e r Are a Network)通信协议的、用于工厂自动化的控制系统。通过它,传感器、执行器、现场及其它工业设备连接为一个整体。该协议结构适用于高速、实时的分布式控制。 基于和SDS同样的目的,AB公司开发了ControlNet协议,用于高速生产流水线的监测和通用的工业信号处理。由于它的数据处理能力较强且非常灵活,所以支持"灵巧型"工业设备, 如对变速驱动系统、人机界面接口和分布控制系统提供过程连接性。ControlNet协议还保证在网络中添加或删除设备时,数据的传递时间不变。 LonWorks是Echelon公司开发的数字通信协议。该协议支持多种低成本的通信媒体,如双绞线、电力线、线、电射频、光纤和同轴电缆等。LonWorks主要用于工厂自动化、楼宇自动化和住宅自动化。由于它是一种基于嵌入式神经元芯片的总线技术,因此可以很容易地组成对等/主从式、决策设备/传感器总线以及高水准的现场总线系统。当用LonWorks组成一个客户/网络管理体系结构时,它有极大的潜力。由于LonWorks采用高性能、低成本的专用神经元芯片,因此低成本和高性能是该总线系统的优势。 HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议是由位于美国Austin的通信基金会制定的总线标准。它可使用工业现场广泛存在的4~20mA模拟信号导线传送数字信号。该协议使用Bell202 FSK(Frequency Shift Keying)标准传递信号,即逻辑1由频率1200Hz的信号代表,逻辑0用频率2200Hz的信号代表。HART协议可用来改造通过4~20mA电流传送信号的测量仪表和控制设备,可用在任何工业控制场合。因为它是叠加在现有系统上的,因此可对改进智能仪表间的通信提供的解决方案。 在欧洲广泛流行的另一个高层次总线标准是由Siemens公司开发的Profibus通信协议。并且 ,该协议标准在Profibus贸易协会的保护下打入美国市场。Profibus主要用于制造业的分布式控制,其数据传输率和网络规模因使用场合不同而变化。Profibus的特点是它的灵活性,用户可以在网络中添加或删除任何站点(主站或从站),而不断系统的运行。在产品方面,Profibus拥有世界上150个设备厂商提供的约480种产品。 现场总线是由现场总线基金会提供的一种全新概念的通信标准,主要用于工业过程控制和制造业自动化环境。现场总线基金会总部设在美国德州的Austin。开发和使用现场总线标准的目的和意义在于实现工业设备的互作性和互替换性,即用户在建立自己的控制系统时不必局限于某一厂家的工业设备产品,只要根据系统在功能上的需要从众多的设备供应商中选择性价比的产品即可。现场总线协议遵循标准化组织的OSI标准模型,并在标准制定过程中使用了大量新的技术和概念,如基于面向对象设计技术的功能块和动态调度器概念等。
RS485总线常识
1、RS485总线基本特性
根据RS485工业总线标准,RS485工业总线为特性阻抗120Ω的半双工通讯总线,其负载能力为32个有效负载(包括主控设备与被控设置)。
2、RS485总线传输距离
当使用0.56mm(24AWG)双绞线作为通讯电缆时,根据波特率的不同,传输距离理论值如下表:
波特率
距离
2400BPS
1800m
4800BPS
1200m
9600BPS
800m
当使用较细的通讯电缆,或者在电磁干扰较强的环境使用本产品,或者总线上连接有较多的设备时,传输距离相应缩短;反之,距离加长。
3、连接方式与终端电阻
1)
RS485工业总线标准要求各设备之间采用菊花链式连接方式,两头必须接有120Ω终端电阻(如图一所示),简化连接可采用图二的接线方式,但“D”段距离不能超过7米。
图一
图二
2)
球机终端120Ω匹配电阻的连接方式
球机终端120Ω匹配电阻可通过在球机底盘上的拨码开关拨码来连接,如图三所示。球机出厂时,120Ω匹配电阻默认为未接入,可通过把拨码开关的第10位拨到ON,把120Ω匹配电阻接入线路。反之,如果不接入120Ω匹配电阻,则把第10位拨到OFF即可。
图三
4、实际应用中的问题
实际施工使用中用户常采用星形连接方式,此时终端电阻必须连接在线路距离最远的两个设备上(如图四,1#与15#设备),但是由于该连接方式不符合RS485工业标准的使用要求,因此在各设备线路距离较远时,容易产生信号反射、抗干扰能力下降等问题,导致控制信号的可靠性下降。此时,出现的现象为球机完全不受控,或自行运转无法停止等。
图四
对于这种情况,建议采用增加一个RS485分配器。该产品可以有效地将星形连接转换为符合RS485工业标准所规定的连接方式,从而避免产生问题,提高通信可靠性,如图五所示。
图五
485一般而言是1200米,当然需要环境比较干净,干扰尽量都避开。3000米也是可能的。只是环境要求更高了。远距离传输,信号稳定是位的。可以选择尝试Powerbus二总线,它可以兼容rs485,在两条线上既能通讯又能供电。由于是基于电流信号回传,抗干扰性极强。可以与220V一起并管。传3公里距离很轻松。
RS-485接口的传输距离标准值为1200米,实际上可达 3000米.具体情况具体分析,这还要看你是用来干什么用!
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