1、485 總線應(yīng)采用什么樣的通訊線？一條總線上可以掛接多少臺(tái)設(shè)備？
必須采用 RVSP 屏蔽雙絞線。所用屏蔽雙絞線規(guī)格，與 485 通訊線的距離和掛接的設(shè)備數(shù)量有關(guān)，如下表所示。采用屏蔽雙絞線有助于減少和消除兩根 485 通信線之間產(chǎn)生的分布電容以及來自于通訊線周圍產(chǎn)生的共模干擾。 通訊距離 設(shè)備數(shù)量 通訊線規(guī)格 1-400m 1 - 32臺(tái) 0.5mm2 400-800m 1 - 16 臺(tái) 0.5mm2 400-800m 17 - 32 臺(tái) 0.75mm2 800-1200m 1 - 8
臺(tái) 0.5mm2 800-1200m 9 - 21 臺(tái) 0.75mm2 800-1200m 22 - 32 臺(tái) 1.0mm2 工程商大都習(xí)
慣采用 5 類網(wǎng)線或超 5 類網(wǎng)線作為 485 通信線，這是錯(cuò)誤的。這是因?yàn)椋海?） 普通網(wǎng)線沒有屏蔽層，不能防止共模干擾。（2）網(wǎng)線只有 0.2mm 平方，線徑太細(xì)，會(huì)導(dǎo)致傳輸距離降低和可掛接的設(shè)備減少。 （3）網(wǎng)絡(luò)線為單股的銅線，相比多芯線而言容易斷裂。
2、為什么要接地
485 收發(fā)器在規(guī)定的共模電壓-7V 至+12V 之間時(shí)，才能正常工作。如果超出此范圍會(huì)影響通訊，嚴(yán)重的會(huì)損壞通訊接口。共模干擾會(huì)增大上述共模電壓。消除共模干擾的有效手段之一是將 485 通訊線的屏蔽層用作地線，將機(jī)具、電腦等網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備地連接在一起，并由一點(diǎn)可靠地接入大地。
3、電控鎖和控制器/讀卡器可以用同一個(gè)電源共電嗎？
不能。在電控鎖不動(dòng)作的情況下，SKPS 的紋波電壓只有 40-50mV； 一旦動(dòng)作，即在電控鎖在開門和關(guān)門時(shí)，紋波電壓會(huì)上升到 100mV-300mV，該紋波會(huì)通過地線進(jìn)入控制器和讀卡器，導(dǎo)致通訊芯片和 CPU 發(fā)熱，導(dǎo)致通訊不穩(wěn)，嚴(yán)重的還會(huì)燒毀芯片。而且電控鎖在斷電和上電的瞬間，電控鎖里面的線圈，會(huì)充放電產(chǎn)生一個(gè)高達(dá) 850mA 的脈沖，如果電控鎖的兩端沒有并聯(lián)二極管的話，該紋波信號(hào)也會(huì)傳入控制器和讀卡器。推薦一個(gè)控制器和它下面掛接的所有讀卡器共用一個(gè) SKPS 電源；該控制器下面每個(gè)電控鎖各使用一個(gè)單獨(dú)的 SKPS 電源。
4、485 通信線應(yīng)如何走線？
通信線盡量遠(yuǎn)離高壓電線，不要與電源線并行，更不能捆扎在一起。
5、為什么 485 總線要采用手拉手結(jié)構(gòu)，而不能采用星形結(jié)構(gòu)？
星形結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生反射信號(hào)，從而影響到 485 通信。總線到每個(gè)終端設(shè)備的分支線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，一般不要超出 5 米。分支線如果沒有接終端，會(huì)有反射信號(hào)，對(duì)通訊產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾，應(yīng)將其去掉。 門禁系統(tǒng)中，有兩個(gè)地方應(yīng)用到 485 總線。一是計(jì)算機(jī)到下面掛接的控制器，二是控制器到下面掛接的 485 讀卡器。
6、485 總線上設(shè)備到設(shè)備之間可以有接點(diǎn)嗎？
在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用同一種電纜，盡量減少線路中的接點(diǎn)。接點(diǎn)處確保焊接良好，
包扎緊密，避免松動(dòng)和氧化。保證一條單一的、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線。
7、什么叫共模干擾和差模干擾？如何消除通訊線上的干擾？
485 通信線由兩根雙絞的線組成，它是通過兩根通信線之間的電壓差的方式來傳遞信號(hào)，
因此稱之為差分電壓傳輸。 差模干擾在兩根信號(hào)線之間傳輸，屬于對(duì)稱性干擾。消除差模
干擾的方法是在電路中增加一個(gè)偏值電阻,并采用雙絞線； 共模干擾是在信號(hào)線與地之間傳
輸，屬于非對(duì)稱性干擾。消除共模干擾的方法包括：（1）采用屏蔽雙絞線并有效接地（2）
強(qiáng)電場(chǎng)的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽（3）布線時(shí)遠(yuǎn)離高壓線，更不能將高壓電源線和信
號(hào)線捆在一起走線（4）不要和電控鎖共用同一個(gè)電源（5）采用線性穩(wěn)壓電源或高品質(zhì)的開
關(guān)電源(紋波干擾小于 50mV)
8、什么情況下在 485 總線上要增加終端電阻？
一般情況下不需要增加終端電阻，只有在 485 通信距離超過 300 米的情況下，要在 485 通訊的開始端和結(jié)束端增加終端電阻。尤其是 485 總線上設(shè)備數(shù)量較少時(shí)。當(dāng)設(shè)備數(shù)量較多時(shí)（如超過 22 臺(tái)）。一般不需增加終端電阻，因?yàn)榻K端電阻會(huì)降低 485 總線的負(fù)載能力。當(dāng)需要增加終端電阻時(shí)，只要將控制器上面的終端電阻跳線置位既可，如果另一端連接的是計(jì)算機(jī)的話，同時(shí)將 485 轉(zhuǎn)換器的棕色和白色短路。
9、如何延長(zhǎng) 485 的通訊距離
485 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范之一是 1.2 公里長(zhǎng)度，32 個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)。如果超出了這個(gè)限制，那么必須采用485 集線器來拓展網(wǎng)絡(luò)距離或節(jié)點(diǎn)數(shù)。 利用 485 集線器，可以將一個(gè)大型 485 網(wǎng)絡(luò)分
隔成若干個(gè)網(wǎng)段。485 集線器就如同 485 網(wǎng)段之間連接的"橋梁"。當(dāng)然每個(gè)網(wǎng)段還是遵循上面的 485 規(guī)范，即 1.2 公里長(zhǎng)度，32 個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)。 利用 485 集線器延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)距離圖示：
利用 485 集線器解決 485 分叉問題，如圖所示： 利用 485 集線器構(gòu)造星型 485 網(wǎng)絡(luò) 485集線器是 485 中繼器概念的拓廣，它不僅解決了多分叉問題，同時(shí)也解決了網(wǎng)段之間相互隔離的問題，即某一個(gè)網(wǎng)段出現(xiàn)問題（例如短路等），不至于影響到其它網(wǎng)段，從而極大地提高了大型網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。 我們可以從局域網(wǎng)從總線型到星型的發(fā)展歷程，來體會(huì)星型布線網(wǎng)絡(luò)給我們帶來的好處。同樣，采用 485 集線器構(gòu)成的星型 485 網(wǎng)絡(luò)也將是 485網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)方向。
智能儀表是隨著 80 年代初單片機(jī)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的,現(xiàn)在世界儀表市場(chǎng)基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業(yè)信息化的需要,企業(yè)在儀表選型時(shí)其中的一個(gè)必要條件就是要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口。最初是數(shù)據(jù)模擬信號(hào)輸出簡(jiǎn)單過程量,后來儀表接口是 RS232 接口,這種接口可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式,但這種方式不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。隨后出現(xiàn)的 RS485 解決了這個(gè)問題。下面我們就簡(jiǎn)單介紹一下 RS485。
RS485 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。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)共模干擾問題： RS-485 接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式,并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測(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。
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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RS232/RS485 轉(zhuǎn)換電路將 PC 機(jī)串口 RS232 信號(hào)轉(zhuǎn)換成 RS485 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 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,也就是說理論上 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 5~10 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,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)越來越嚴(yán)重,主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(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多收發(fā)器緊靠在一起安裝,再者是過長(zhǎng)的分支線引出到總線。
總之,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)過程中另一個(gè)需要主意的問題是終端負(fù)載電阻問題,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)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485 網(wǎng)絡(luò)中取 120Ω。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 100～120Ω。
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 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)過度性總線標(biāo)準(zhǔn),他主要是在 4~20 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)來看還沒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,沒有發(fā)揮出 HART 智能儀表應(yīng)有的功能,沒有聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看由于 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)集成商來說還有很大的可利用空間。
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)代的開始�，F(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（Fieldbus Control System）。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,從最終用戶的角度看大多還處于觀望狀態(tài),都想等到技術(shù)成熟之后在考慮,現(xiàn)在實(shí)施的少。
RS485 網(wǎng)絡(luò)：RS485/MODBUS 是現(xiàn)在流行的一種布網(wǎng)方式,其特點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)單方便 ,而且現(xiàn)在支持RS485 的儀表又特多,特別是在油品行業(yè) RS485/MODBUS 簡(jiǎn)直是一統(tǒng)天下,現(xiàn)在的儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持RS485/MODBUS,原因很簡(jiǎn)單,象原來的 HART 儀表想買一個(gè)轉(zhuǎn)換口非常困難 而且價(jià)格昂貴,RS485 的轉(zhuǎn)換接口就便宜的多而且種類繁多。至少在低端市場(chǎng) RS485/MODBUS 還將是最主要的組網(wǎng)方式,近兩三年內(nèi)不會(huì)改變。
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