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RS485通讯电缆的正确接法以及应用

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018/8/28     浏览次数:    
说RS485通信前,有必要提下RS232通信,如果说你不了解RS232通信,别着急,你肯定见过且使用过RS232接口(不信你可以看看家里台式机电脑的机箱后面)

其实很多人给S7-200系列PLC下程序时,都用过西门子的“PC-PPI”编程电缆,这电缆就实现了RS232与RS485通信的转换,这里的“PC”可以理解为接电脑的RS232接口这端,“PPI”可以理解为接PLC的RS485接口这端,“PPI”是个协议,以RS485为介质(物理层)。

为什么要RS485通信

就拿一点来说,因为RS232通信只能用于点对点,例如电脑对PLC,若系统中需要相互通信的节点数超过两个时,则不能直接满足要求,为此“EIA”(电子工业协会)制定了新的接口标准RS485,它能支持一点对多点的通信。

RS485通信的电气标准为RS422(三菱PLC编程口)通信标准。RS485是RS422A的变形。RS422A 是全双工,两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。RS485为半双工,只有一对平衡差分信号线,不能同时发送和接收。

重点:RS485为半双工,主从通信。

使用RS485通信接口和双绞线可组成串行通信网络,下面会重点介绍,构成分布式系统,系统中最多可有32个站。如果在一个网中连接的设备数超过32个,则可借助RS485中继器,有的可允许连接128个站。

重点:RS485支持多站多设备通信。

RS485通信接线
为了有效抑制干扰,一般采用屏蔽双绞线作为通信介质,例如西门子的Profibus DP电缆:

每个设备的RS485通信接线是很省心的,前提得保证每台设备是“手牵手”地串下去(很费线或电缆,设备多的话采用集线器或中继器会省事,下文有介绍),为了避免出现通信失败,减少干扰等因素,请别出现有星型连接或者分叉。

西门子专门用于RS485通信的电缆接头(Profibus DP接头/插头),此接头还带终端电阻,使用方便,就是太贵,原装的过百,国产也有兼容的(实惠);有的设备在RS485通信接线时候是以端子的形式接线,其接法可参考电缆接头的接法。


RS485通信总线布线
在RS485通信的简单应用中,一般采用总线型的拓扑结构布线方式。但是在比较复杂的系统中,总线型拓扑结构的布线施工不但非常繁琐,而且还浪费了大量的连线。灵活利用485集线器或485中继器,可以将总线型的拓扑结构连接成星形或树型的拓扑结构。大大的方便了前期施工和后期的维修工作。


485总线星形拓扑结构



485总线树型拓扑结构



终端电阻的连接方法
在485总线的实际应用中,当传输距离超过一定的长度时,总线的抗干扰能力就会出现下降,在这种情况下,就要在485总线的首尾两端接入120欧姆的终端匹配电阻,以保证485总线的稳定性。

终端匹配电阻的正确接法是在485总线的首端的设备的出口和末端的设备的入口上各接一个120欧姆的终端电阻,该电阻并接在485总线的正负两线之间。

关于RS485通信的几点误区和补充

记得有一个学员在现场给我打电话,说他的PLC死活都读不到流量仪的数据,核查了:程序没有问题,硬件连接没有问题,电脑用串口调试软件测试了也还是没问题,可仪表数据就是读不到。

我第一句话就是问:你的PLC与仪表采用什么通信协议?

他沉默了一会跟我说:PLC与仪表通信不都是采用RS485通信协议嘛,我这个就是RS485通信协议呀!

他的回答估计答出了很多朋友的心声,RS485通信协议,这几个词看似和谐,其实不妥,因为协议是协议,RS485通信是介质(物理层),这是不能混为一谈的。

例如打电话,电话是物理层,通话的人之间说的语言就是协议。同一个物理层可以传输不同的协议,就像电话两边的人可以用各种语言(协议)沟通。RS485通信就好比是电话是物理层,它可传输PPI协议,Modbus协议和Profibus协议等等。

经过一个多小时的沟通,得知其仪表周边有变频器,动力线和通信线缠绕一起。于是令其动力线与信号线隔开距离布线,并且通信线路出口和末端加终端电阻。

之所以没加终端电阻是因为他觉得仪表与PLC距离比较近(几米到十几米),这其实是个误区,因为距离远近不是问题,主要的还是信号干扰问题,当然,有的通讯口已经有隔离处理,这个时候不需要添加!

对于终端电阻阻值大小的选型:

个人觉得终端电阻的大小和设备接口以及电缆有关系,也有专门的计算公式,说白了其实是一个取值范围,我个人的做法是从不配到120!距离越远作用越明显,因此为了保证通讯质量,最好加上!
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