Введение:
RS-485 — стандартный протокол передачи данных. Его можно использовать для установления надежного, высокоскоростного, многоузлового сетевого соединения для передачи данных в режиме реального времени. RS-485 также называется TIA-485. RS-485 — это стандарт, определяющий электрические характеристики драйверов и приемников, используемых в системах последовательной связи. RS485 широко используется в промышленных системах управления и может обслуживать до 32 устройств в одной сети. RS-485 обычно используется в промышленной автоматизации для мониторинга и управления ПЛК, приводами с регулируемой частотой, РСУ и т. д. В этой статье в основном представлены основные принципы, характеристики, схема подключения и практические случаи применения связи RS-485.
Основные принципы связи RS-485:
RS-485 — это протокол асинхронной последовательной связи, обеспечивающий связь между несколькими узлами. Связь RS-485 основана на дифференциальной передаче сигналов, при которой информация передается по двум взаимодополняющим сигналам, передаваемым по двум проводам (часто называемым A и B). Информацию передает разница напряжений между двумя проводами, а не напряжение между отдельным проводом и землей. Это делает системы RS-485 очень устойчивыми к синфазным помехам. И это может улучшить расстояние передачи и скорость передачи. Протокол RS-485 предусматривает, что главный узел может взаимодействовать с 32 подчиненными узлами, а связь между каждым узлом координируется через главный узел.
Особенности связи RS-485:
Связь RS-485 обладает характеристиками высокой скорости, надежности, стабильности, работы в режиме реального времени и низкой стоимости. Поскольку RS-485 поддерживает многоузловую связь, он устраняет необходимость в сложных механизмах пересылки сигналов и упрощает расширение сети. Протокол RS-485 стандартизирован, поэтому можно избежать проблем совместимости. Кроме того, благодаря применению технологии дифференциальной передачи связь RS-485 обладает высокой защитой от электромагнитных помех. В то же время связь RS-485 может обеспечить стабильность и надежность связи, когда расстояние связи достигает 1,2 километра. Сигналы RS-485 передаются без подтверждения. Прерывания или помехи в дифференциальных сигналах могут испортить данные без повторения или приема; система «выстрелил и забыл».
Проводка RS-485:
Для подключения RS-485 требуется витая пара, как показано на рисунке ниже. Проложена витая пара, состоящая из положительной и отрицательной пары линий передачи данных. В то же время, поскольку RS-485 использует для передачи дифференциальные сигналы, нам также необходимо обеспечить дополнительную общую сигнальную землю для двух линий данных. Чтобы избежать помех от других мешающих сигналов, мы можем добавить помехоустойчивый аттенюатор RS-485 в середине проводки.
Корпус связи RS-485:
Давайте рассмотрим простой пример сети RS-485 с одним главным и двумя подчиненными устройствами.
Состояние ожидания: когда устройство не осуществляет передачу, линия находится в состоянии ожидания. В этом состоянии дифференциальное напряжение между линией A и линией B равно нулю.
Основная передача: когда мастер хочет отправить данные, он изменяет разницу напряжений между линиями A и B. Например, «1» может означать, что A имеет более высокое напряжение, чем B, а «0» может означать, что B имеет более высокое напряжение, чем A.
Что получит ведомое устройство: Все устройства в сети, включая ведомое, будут постоянно контролировать разницу напряжений между линиями A и B. Когда они обнаруживают изменение, они интерпретируют его как некие данные.
Ответ ведомого устройства: если ведущее устройство отправляет команду, требующую ответа от ведомого устройства, ведомое устройство будет ждать, пока ведущее устройство завершит передачу, а затем изменит разность напряжений между линиями A и B, чтобы отправить свой ответ.
Прием ведущего устройства: ведущее устройство, как и ведомое устройство, постоянно контролирует разницу напряжений между линиями A и B, поэтому оно будет получать ответ от ведомого устройства.
Возврат в состояние ожидания: после передачи всех данных линия возвращается в состояние ожидания, а разница напряжений между линиями A и B равна нулю.
Таким образом, данные могут передаваться туда и обратно по сети RS-485. Важно отметить, что все устройства в сети должны использовать одну и ту же логику для интерпретации разницы напряжений как битов (т. е. значение A, имеющее более высокое напряжение, чем B, представляет собой «1» или «0»). В сети с несколькими устройствами каждое устройство должно иметь уникальный адрес, чтобы оно знало, когда прослушивать, а когда игнорировать трафик на линии. Обычно это обрабатывается протоколом, используемым через RS-485, например Modbus или Profibus.
Например, в сети Modbus каждое сообщение, отправляемое ведущим устройством, начинается с адреса целевого устройства. Когда устройства видят сообщение со своим адресом, они знают, что сообщение необходимо обработать и, возможно, отправить ответ. Если адрес не совпадает с вашим собственным, сообщение игнорируется.
Подведем итог:
По сравнению с TCP/IP, USB, I2C и другими протоколами, хотя скорость передачи RS-485 не особенно высока, он имеет беспрецедентные преимущества: он может осуществлять многоузловую связь, обладает сильной защитой от помех и имеет длительную связь. расстояние. Эти характеристики не могут сравниться ни с одним другим протоколом. В качестве протокола связи, широко используемого в промышленном управлении, автоматизации и других областях, RS-485 по-прежнему имеет широкие перспективы для будущего использования.
TZ Tech поставка оборудования для промышленной автоматизации, модулей, печатных плат, приводов, двигателей, запасных частей и т. д.
Многие доступны просто ждут вас, не стесняйтесь спрашивать, чтобы получить более выгодную сделку!
Боу Л
специалист по продажам
[email protected]+86-175 5077 6091
