一、什么是RS485總線(xiàn)
工業(yè)現場(chǎng)經(jīng)常要采集多點(diǎn)數據，模擬信號或開(kāi)關(guān)信號，一般用到RS485總線(xiàn)，RS-485采用半雙工工作方式，支持多點(diǎn)數據通信。RS-485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )拓撲一般采用終端匹配的總線(xiàn)型結構。即采用一條總線(xiàn)將各個(gè)節點(diǎn)串接起來(lái)，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò )。
RS485無(wú)具體的物理形狀，根據工程的實(shí)際情況而采用的接口，RS485采用差分信號負邏輯，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。
RS485有兩線(xiàn)制和四線(xiàn)制兩種接線(xiàn)，四線(xiàn)制只能實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現很少采用，現在多采用的是兩線(xiàn)制接線(xiàn)方式，這種接線(xiàn)方式為總線(xiàn)式拓樸結構在同一總線(xiàn)上最多可以?huà)旖?2個(gè)結點(diǎn)。
485總線(xiàn)的通訊距離可以達到1200米。
根據485總線(xiàn)結構理論，在理想環(huán)境的前提下，485總線(xiàn)傳輸距離可以達到1200米。其條件是通訊線(xiàn)材優(yōu)質(zhì)達標，波特率為9600，只負載一臺485設備，才能使得通訊距離達到1200米，所以通常485總線(xiàn)實(shí)際的穩定的通訊距離往往達不到1200米。如果負載485設備多，線(xiàn)材阻抗不合乎標準，線(xiàn)徑過(guò)細，轉換器品質(zhì)不良，設備防雷保護復雜和波特率的提高等等因素都會(huì )降低通訊距離。
二、RS485線(xiàn)纜
在一般場(chǎng)合采用普通的雙絞線(xiàn)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)，對于特定的傳輸線(xiàn)路，從RS485接口到負載其數據信號傳輸所允許的最大電纜長(cháng)度與信號傳輸的波特率成反比，這個(gè)長(cháng)度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所影響。
理論上RS485的最長(cháng)傳輸距離能達到1200米，但在實(shí)際應用中傳輸的距離要比1200米短，具體能傳輸多遠視周?chē)h(huán)境而定。在傳輸過(guò)程中可以采用增加中繼的方法對信號進(jìn)行放大，最多可以加八個(gè)中繼，也就是說(shuō)理論上RS485的最大傳輸距離可以達到9.6公里。如果真需要長(cháng)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50公里的傳播距離。
三、RS485布線(xiàn)安裝注意事項
1、485總線(xiàn)應采用什么樣的通訊線(xiàn)？一條總線(xiàn)上可以?huà)旖佣嗌倥_設備？
必須采用RVSP屏蔽雙絞線(xiàn)。所用屏蔽雙絞線(xiàn)規格，與485通訊線(xiàn)的距離和掛接的設備數量有關(guān)，如下表所示。采用屏蔽雙絞線(xiàn)有助于減少和消除兩根485通信線(xiàn)之間產(chǎn)生的分布電容以及來(lái)自于通訊線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生的共模干擾。
有人說(shuō)，485總線(xiàn)可以帶128臺設備進(jìn)行通訊。
其實(shí)并不是所有485轉換器都能夠帶128臺設備的，要根據485轉換器內芯片的型號和485設備芯片的型號來(lái)判斷，只能按照指標較低的芯片來(lái)確定其負載能力。一般485芯片負載能力有三個(gè)級別――32臺、128臺和256臺。此外理論上的標稱(chēng)往往實(shí)際上是達不到的，通訊距離越長(cháng)、波特率越高、線(xiàn)徑越細、線(xiàn)材質(zhì)量越差、轉換器品質(zhì)越差、轉換器電能供應不足(無(wú)源轉換器)、防雷保護越強，這些都會(huì )降低真實(shí)負載數量。
工程商大都習慣采用5類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)或超5類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)作為485通信線(xiàn)，這是錯誤的。這是因為：
（1）普通網(wǎng)線(xiàn)沒(méi)有屏蔽層，不能防止共模干擾。
（2）不能用線(xiàn)徑太細的網(wǎng)線(xiàn)，會(huì )導致傳輸距離降低和可掛接的設備減少，至少0.4mm平方或用標準的網(wǎng)線(xiàn)。
（3）網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)為單股的銅線(xiàn)，相比多芯線(xiàn)而言容易斷裂。
2、為什么要接地
485收發(fā)器在規定的共模電壓-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(xiàn)的屏蔽層用作地線(xiàn)，將機具、電腦等網(wǎng)絡(luò )中的設備地連接在一起，并由一點(diǎn)可靠地接入大地。
3、485通信線(xiàn)應如何走線(xiàn)
通信線(xiàn)盡量遠離高壓電線(xiàn)、日光燈等干擾源，通信線(xiàn)不能與電源線(xiàn)等干擾源避開(kāi)時(shí)通信線(xiàn)應與電源線(xiàn)垂直，不能平行，更不能捆扎在一起，并采用質(zhì)量高的雙絞線(xiàn)走線(xiàn)。
4、為什么485總線(xiàn)要采用手拉手結構，而不能采用星形結構？
星形結構會(huì )產(chǎn)生反射信號，從而影響到485通信?？偩€(xiàn)到每個(gè)終端設備的分支線(xiàn)長(cháng)度應盡量短，一般不要超出5米。分支線(xiàn)如果沒(méi)有接終端，會(huì )有反射信號，對通訊產(chǎn)生較強的干擾，應將其去掉，最好在RS485設備兩頭接有120Ω終端電阻。
拉手連接如圖：
圖一
星形連接如圖：
5、485總線(xiàn)上設備到設備之間可以有接點(diǎn)嗎？
在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統中，使用同一種電纜，盡量減少線(xiàn)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、連續的信號通道作為總線(xiàn)。
6、什么叫共模干擾和差模干擾？如何消除通訊線(xiàn)上的干擾？
485通信線(xiàn)由兩根雙絞的線(xiàn)組成，它是通過(guò)兩根通信線(xiàn)之間的電壓差的方式來(lái)傳遞信號，因此稱(chēng)之為差分電壓傳輸。差模干擾在兩根信號線(xiàn)之間傳輸，屬于對稱(chēng)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(xiàn)；共模干擾是在信號線(xiàn)與地之間傳輸，屬于非對稱(chēng)性干擾。消除共模干擾的方法包括：
（1）采用屏蔽雙絞線(xiàn)并有效接地。
（2）強電場(chǎng)的地方還要考慮采用鍍鋅管屏蔽。
（3）布線(xiàn)時(shí)遠離高壓線(xiàn)，更不能將高壓電源線(xiàn)和信號線(xiàn)捆在一起走線(xiàn)。
（4）采用線(xiàn)性穩壓電源或高品質(zhì)的開(kāi)關(guān)電源(紋波干擾小于50mV)。
7、什么情況下在485總線(xiàn)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(guò)300米的情況下，要在485通訊的開(kāi)始端和結束端增加終端電阻。尤其是485總線(xiàn)上設備數量較少時(shí)。當設備數量較多時(shí)（如超過(guò)22臺）。一般不需增加終端電阻，因為終端電阻會(huì )降低485總線(xiàn)的負載能力.
8、實(shí)際應用中的問(wèn)題
實(shí)際施工使用中用戶(hù)常采用星形連接方式，此時(shí)終端電阻必須連接在線(xiàn)路距離最遠的兩個(gè)設備上，但是由于該連接方式不符合RS485工業(yè)標準的使用要求，因此在各設備線(xiàn)路距離較遠時(shí)，容易產(chǎn)生信號反射、抗干擾能力下降等問(wèn)題，導致控制信號的可靠性下降。
對于這種情況，建議采用增加一個(gè)RS485分配器。該產(chǎn)品可以有效地將星形連接轉換為符合RS485工業(yè)標準所規定的連接方式，從而避免產(chǎn)生問(wèn)題，提高通信可靠性。
圖五
9、無(wú)中繼最大傳輸距離推薦用線(xiàn)
（1）普通雙絞屏蔽型電纜 STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 20 AWG ，電纜外徑7.7mm左右。適用于室內、管道及一般工業(yè)環(huán)境。使用時(shí)，屏蔽層一端接地！
(2) 普通雙絞屏蔽型電纜 STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，電纜外徑8.2mm左右。適用于室內、管道及一般工業(yè)環(huán)境。使用時(shí)，屏蔽層一端接地！
(3) 鎧裝雙絞屏蔽型電纜 ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，電纜外徑12.3mm左右?？捎糜诟蓴_嚴重、鼠害頻繁以及有防雷、防爆要求的場(chǎng)所。使用時(shí)，建議鎧裝層兩端接地，最內層屏蔽一端接地
四、RS485常見(jiàn)的故障與解決方法
一、如何預防故障的發(fā)生呢？
為減少通信故障提出下面幾條建議。
1、建議用戶(hù)使用和購買(mǎi)廠(chǎng)家提供的485轉換器或者廠(chǎng)家指定推薦品牌的485轉換器。
2、廠(chǎng)家會(huì )對與其配套的485轉換器做大量的測試工作，并且會(huì )要求485轉換器生產(chǎn)廠(chǎng)家按照其固定的性能參數進(jìn)行生產(chǎn)和品質(zhì)檢測，所以它與門(mén)禁設備具備較好的兼容性。千萬(wàn)不要貪圖便宜購買(mǎi)雜牌廠(chǎng)家的485轉換器。
3、嚴格按照485總線(xiàn)的施工規范進(jìn)行施工，杜絕任何僥幸心理。
4、對線(xiàn)路較長(cháng)、負載較多的485總線(xiàn)工程采用科學(xué)的、有預留的解決方案。
5、如果通訊距離過(guò)長(cháng)， 如超500米，建議采用中繼器或485HUB來(lái)解決。
6、如果負載數過(guò)多，如一條總線(xiàn)上超過(guò)30臺，建議采用485HUB來(lái)解決問(wèn)題。
7、現場(chǎng)調試帶齊調試設備?，F場(chǎng)調試一定要隨身攜帶幾個(gè)可以接長(cháng)距離和多負載的轉換器、一臺常用的電腦筆記本、測試通路斷路的萬(wàn)用表，幾個(gè)120歐姆的終端電阻。
二、采用485總線(xiàn)結構常見(jiàn)的幾種通訊故障有下面幾種？
1、通訊不上，無(wú)反應。
2、可以上傳數據，但不可以下載數據。
3、通訊時(shí)系統提示受到干擾，或者不通訊時(shí)通訊指示燈也不停地閃爍。
4、有時(shí)能通訊上，有時(shí)通訊不上，有的指令可以通，有的指令不可以通。
三、出現故障了有哪些調試方法呢？
在調試前首先要確保設備接線(xiàn)正確，且施工合乎規范?？梢愿鶕龅降膯?wèn)題采用下面幾種調試方法。
1、共地法:
用1條線(xiàn)或者屏蔽線(xiàn)將所有485設備的GND地連接起來(lái)，這樣可以避免所有設備之間存在影響通訊的電勢差。
2、終端電阻法:
在最后一臺485設備的485+和485-上并接120歐姆的終端電阻來(lái)改善通訊質(zhì)量。
3、中間分段斷開(kāi)法:
通過(guò)從中間斷開(kāi)來(lái)檢查是否設備負載過(guò)多、通訊距離過(guò)長(cháng)、某臺設備對整個(gè)通訊線(xiàn)路的影響等。
4、單獨拉線(xiàn)法:
單獨簡(jiǎn)易拉一條線(xiàn)到設備，這樣可以用來(lái)排除是否是布線(xiàn)引起了通訊故障。
5、更換轉換器法:
隨身攜帶幾個(gè)轉換器，這樣可以排除是否是轉換器質(zhì)量問(wèn)題影響了通訊質(zhì)量。
6、筆記本調試法:
先保證自己隨身攜帶的電腦筆記本是通訊正常的設備，用它來(lái)替換客戶(hù)電腦進(jìn)行通訊，如果正常，則表明客戶(hù)的電腦的串口有可能被損害或者受傷。
