在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中,RS-485系统总线因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动测控等领域,随着RS485总线系统的广泛应用,RS485总线系统也越来越大,RS485总线外挂的485设备越来越多,从而导致RS485总线的稳定性越来越差,为了避免数据传输错误,在485总线的布线设计和施工中,您需要知道RS485总线的布线规则和RS485系统的故障处理方法:
1、由于485总线传送的是一对差分信号,485网络上各设备之间的数据传输线最好采用外加屏蔽层的双绞线,屏蔽层应在一个点可靠接地。
2、在工业现场应用中,如果现场干扰源非常复杂,各节点之间可能存在很高的共模电压。虽然485接口使用的是差分传输方式,具有抗共模干扰能力。但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时,就超过了485接收器的极限接收电压,接收器将无法工作,甚至可能烧毁芯片和设备。此时,应在485总线网络中使用485光隔离中继器,从而消除共模电压的影响。
3、随着传输距离的延长,485总线网络上会产生回波反射信号。如果485总线的传输距离超过100米,建议在485网络的开始端和结束端并接120Ω电阻。
4、一般应采用手牵手的总线拓扑结构。最好不要采用星型拓扑结构。否则会产生反射信号,影响通信质量。要尽量减少节点设备与主干线路之间的距离,如果在实际应用中必须距离较远,应使用485中继器接出一个485总线的分支。如果实际应用中一定要使用星型拓扑结构,则必须使用485集线器。
5、必须重视485总线的负载能力,影响负载能力的因素有:接在主计算机串口的485转换器的供电能力,通讯距离,485数据线材的品质,波特率等。
无源型的485转换器是从计算机的串口窃电,供电力较差,带负载能力不足。如果485网络上的设备比较多,应使用带电源的485转换器。选用好的485专用通讯线缆,尽可能使用低的波特率。使用485中继器或者485集线器,都可以提高485总线的负载能力。
RS485系统的故障处理方法
1、若出现系统完全瘫痪,大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿,使用万用表测VA、VB间差模电压为零,而对地的共模电压大于3V,此时可通过测共模电压大小来排查,共模电压越大说明离故障点越近,反之越远;
2、总线连续几个节点不能正常工作。一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻近的2~3个节点(一般为后续)无法通信,因此将其逐一与总线脱离,如某节点脱离后总线能恢复正常,说明该节点故障;
3、集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常,但每次又不完全一样。这是由于对RS-485的收发控制端TC设计不合理,造成微系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。改进的方法是将各微系统加装电源开关然后分别上电,或者采用电源隔离做法。
4、系统基本正常但偶尔会出现通信失败。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态,最好改变走线或增加中继模块。应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片。或者增加485中继器使用。
5、因分散式控制系统故障导致TC端处于长发状态而将总线拉死一片。提醒读者不要忘记对TC端的检查。尽管RS-485规定差模电压大于200mV即能正常工作。但实际测量:一个运行良好的系统其差模电压一般在1.2V左右(因网络分布、速率的差异有可能使差模电压在0.8~1.5V范围内)。
(来源:网络)
【来源:满目萧然】
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