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RS485電纜

時(shí)間:2014/3/26閱讀:482
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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zui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zui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(guò)程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,zui多可以加八個(gè)中繼,也就是說(shuō)理論上RS485的zui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(lái),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zui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(lái)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(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝,再者是過(guò)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(guò)程中另一個(gè)需要主意的問(wèn)題是終端負(fù)載電阻問(wèn)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(kāi)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(lái)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(guò)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(kāi)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*。

       zui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(lái)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(guò)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(guò)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(kāi)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(méi)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(lái)看還沒(méi)有真正利用其這部分功能,zui多只是利用手操器對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定,沒(méi)有發(fā)揮出HART智能儀表應(yīng)有的功能,沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)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(lái)說(shuō)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(kāi)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。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)近年來(lái)成為上自動(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)FCSFieldbus 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(méi)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zui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(lái)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zui主要的組網(wǎng)方式,近兩三年內(nèi)不會(huì)改變。

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