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RS通讯在电梯中可靠性方案
RS485通讯在电梯中的可靠性设计
THE RELIABILITY DESIGN OF RS485 IN ELEVATOR FIELD
苏州江南嘉捷电梯有限公司 王鑫钢
SUZHOU JIANGNAN JIAJIE ELEVATOR(GROUP) Co.,LTD Xingang,Wang Jinquan,Lu Bitao,Zhao
摘 要:本文从硬件、软件设计的各个部分讨论了RS485通讯的设计。同时参照在电梯系统中的应用经验,分析提高通讯可靠性的各种措施。相信对采用RS485的系统设计有一定的参考作用。
关键词:RS485、通讯、可靠性设计、电梯
Abstract:This paper deals with the design of hardware software,and how to improve the reliability about RS485. I believe it provides the reference for RS485 design in other system.
Keyword:RS485、Communication、Reliability、Elevator
引 言:RS485作为应用较广泛的接口,其简单的接口、多点通讯能力、数据传输率、电缆长度、噪声抑制能力是业内其他标准无法比拟的,而且在RS485标准中只对接口的电气特性做了规定,并不涉及接插件、电缆及通讯协议,这就使其应用更为灵活。然而在许多实际应用中并没有认识到各种影响因数,虽然某些系统能正常运行,但未考虑到的因数可能成为潜在的隐患。所以在设计阶段根据系统需求和系统环境充分考虑各种因数,合理的设计和裕量才能保证通讯长期稳定可靠地运行。
一.标准规范
RS485是一个电气接口规范,定义了一个基于单对平衡线的多点双向(半双工)通讯链路。接口特性如下:
●平衡传输、差动工作模式 ●多点通信
●驱动器带载最小输入电压:±1.5V●驱动器带载最大输入电压:±5V
●最大输出短路电流:250mA ●驱动器输出阻抗: 54Ω
●接收器输入灵敏度:±200mV ●接收器最小输入阻抗:12KΩ
●-7V至+12V总线共模范围 ●最大输入电流1.0mA/-0.8 mA (12Vin/-7Vin)
●接收器输出逻辑高:>200mV ●接收器输出逻辑低:<200mV
●最大总线负载:32个单位负载 ●允许收发器数目:32Tx 、32Rx
●最大传输速率:10Mbps ●最大电缆长度:4000英尺(约1.2千米)
二.接口芯片选择
RS-485接口的芯片种类很多,如何在种类繁多的接口芯片中找到合适的芯片,需要使用者根据不同的使用场合,选择满足系统要求的芯片。具体参考几个方面:
2.1通讯节点数
每个RS-485标准接口驱动器能驱动32个标准RS-485负载(输入阻抗约12KΩ)。为适应更多节点的通信场合,有些厂家芯片的输入阻抗设计成:
≥24kΩ(1/2负载,节点数增加到64);
≥48kΩ(1/4负载,节点数增加到128);
≥96kΩ(1/8负载,节点数增加到256)。
下表为列出了一些常见芯片的节点数:
节点数(输入阻抗) 部分器件型号 32(12K) SN75176、SN75276、SN75170、SN75180、MAX483、MAX485、MAX490 64(24K) SN75LBC184 128(48K) MAX487、MAX1487 256(96K) MAX1482、MA1483、MAX3080~MAX3089 2.2半双工和全双工
RS-485接口有半双工(同一时刻只能处于发送或接受一个状态,2线连接)和全双工(同一时刻可同时处于发送和接受两个状态,4线连接)两种通信方式。半双工通信的芯片有SN75176、SN75276、SN75LBC184、MAX485、MAX1487、MAX3082、MAX1483等;全双工通信的芯片有SN75179、SN75180、MAX488~MAX491、MAX1482等。具体采用那种方式需根据系统需求确定。本文档只讨论半双工的可靠性设计,全双工通讯可参考半双工的分析处理。
2.3抗雷击和抗静电冲击
RS-485接口芯片在使用中可能受到静电的冲击而损坏。在传输线架设于户外的使用场合,接口芯片可能遭致雷电的袭击。这就可能需要选用抗静电或抗雷击的芯片有效避免此类损失,常见的芯片有MAX485E、MAX487E、MAX1487E等。特别值得一提的是SN75LBC184,它不但能抗雷电的冲击而且能承受高达8kV的静电放电冲击,是一款较不错的产品。
2.4 限斜率驱动
由于信号在传输过程中会产生电磁干扰和终端反射,使有效信号和无效信号在传输线上相互迭加,严重时会使通信无
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