【2017年整理】RS485注意事项.docVIP

RS485注意事项 1． 总线长度和连接设备数量问题 一般的RS485标准接口允许连接32个设备(1个主站和31个从站)，总线最大长度可达1000米。但这主要取决于设备内接口芯片的驱动能力(“RS”即“Recommend Standard”，推荐标准)。 如果接口芯片的驱动能力足够大，可以超出这个限制，Modbus协议支持多达247个站点。 如采用公用电话网或无线方式通讯时，Modbus总线事实上是一对一连接，也可以突破标准限制。 相反的情况，如Micro PLC的编程端口也支持Modbus，但只允许连接8个设备和10米总线长度，超出这个限制时，必须通过加装总线隔离盒(如TSXPACC01)达到标准接口的指标。 2．传输线连接问题 RS485一般采用屏蔽双绞线作为传输线以总线拓扑或串行方式连接，需注意三点： a. 将屏蔽层连接到独立的系统信号接地线上，切不可连接到电源系统的保护接地线上。如没有信号接地线，屏蔽层可以暂时悬浮。 b. 用一根低阻线将两个接口的信号公共端(0V)互连，使接口间共模干扰电压被短路，有效地抑制电磁干扰。这根线可以是屏蔽层。 c. 在传输总线的始端和末端都并接终端电阻，否则信号将在传输线末端产生反射产生错误。阻值一般取120?的电阻(大多数双绞线电缆的特性阻抗在100?120?)。也可以采取RC匹配方式，即在终端电阻上再串联一只电容，这样可以隔断直流成分以节省大部分功率。电容的取值需要在功耗和匹配质量间进行折衷，典型值是1?F。 第四节 RS422和RS485应用注意要点 一、RS422和RS485的连接 RS422和RS485总线连接的原则是构建一条单一、连续的信号通道作为总线。采用一条双绞线(干线)，把各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线(支线)应尽量短，以使引出线中的反射信号对总线的影响最低。图1-8是实际应用中常见的一些错误连接方式(a、c、e) 和正确连接方式(b、d、f)。a、c、e这三种连接方式在短距离、低速率条件下仍可能正常工作，但随着通讯距离的延长或通讯速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后会与原信号叠加，造成信号质量下降。 此外，还应注意总线特性阻抗的连续性，在总线的不同区段采用了不同的电缆、或某一段总线上有过多的收发器紧靠在一起安装、或过长的分支线引出到总线等，都会产生阻抗不连续点而发生信号的反射。 二、RS422和RS485的接地 接地系统的不合理会影响整个网络的稳定性，尤其在工作环境比较恶劣和传输距离比较远的情况下，对于接地系统的要求更为严格，否则会导致系统不能稳定工作甚至危及系统安全。 很多情况下，因为RS422、RS485采用差分平衡的传输方式，用户在连接通讯链路时只是简单地用双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有两方面的原因： 一是共模干扰问题。收发器有一定的共模电压范围，以图1-9为例，当发送器A向接收器B发送数据时，发送器A的输出共模电压为VOS，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在地电位差VGPD，则接收器输入端的共模电压VCM就会达到 VCM=VOS+VGPD，而VGPD可能会有十几伏甚至数十伏的幅度，并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入电压VCM超出正常允许范围，并在传输线上产生干扰电流，轻则影响通讯的稳定可靠，重则损坏通讯接口电路。 二是电磁干扰(EMI)问题。发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道(信号地)，就会以辐射的形式返回源端，使得整个总线像一根大的天线向外辐射电磁波。 因此，对于整个RS422或RS485网络，必须有一条低阻的信号地线，将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压VGPD被短路。这条信号地线可以是额外的一条线(当采用非屏蔽双绞线时)，或者是最常用的接地方法，即采用屏蔽双绞线的屏蔽层。 三、RS422和RS485的失效保护 RS422和RS485标准规定了接收器门限为?200mV，这样可以提供比较高的噪声抑制能力。但由于第三态的存在，即发送器在发送完数据后，将总线置于第三态，也就是说，在总线空闲时没有任何信号驱动总线，使数据线A、B之间的电压在-200 mV ?+200 mV间趋于0V。这就带来了一个问题，即接收器的输出状态不确定。 除上述因总线空闲造成两数据线电压差低于200mV的情况外，总线开路或短路也会出现这种情况。所以，应采取一定的措施避免接收器处于不确定状态。 通常的解决方法是在总线上加偏置电阻，在总线空闲或开路时，利用偏置电阻产生的偏置电压将总线电平拉离0V，进入一个确定的状态。如图1-10所示，将信号线A上拉到+5V