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常見的工業(yè)通訊協(xié)議RS232、RS485、Modbus、HART介紹

瀏覽次數(shù):發(fā)布時(shí)間:2023-10-17

 

在工業(yè)通訊體系中,基本每個(gè)儀表都有自己獨(dú)特的通訊協(xié)議,常聽見的有modbus通訊協(xié)議、RS-232、RS-485、HART通訊協(xié)議等等,那么這些通訊協(xié)議究竟是怎么工作的,有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢?

    上期我們介紹了RS-232通訊協(xié)議,今天我們聊聊RS-485通訊協(xié)議。

    往期內(nèi)容回顧:

        RS232通訊協(xié)議介紹

        ModBus通訊協(xié)議介紹

        圖:RS232/RS485轉(zhuǎn)換應(yīng)用

      RS-485標(biāo)準(zhǔn)是在RS232的基礎(chǔ)上發(fā)展來的,增加了多點(diǎn)、雙向通信能力,即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上,同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性,擴(kuò)展了總線共模范圍,后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)閷⑽锢韺痈臑榱瞬罘中盘栠M(jìn)行傳輸,所以具備抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn),故而廣泛應(yīng)用于噪聲干擾較大的工業(yè)控制環(huán)境中。

 

RS-485的傳輸:

 

    RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps;在協(xié)議層,RS-485保留了原有RS-232的簡單協(xié)議,按數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸,為異步半雙工通訊的方式。

 如上圖所示:此數(shù)據(jù)幀在總線網(wǎng)絡(luò)中未免過于簡單,所以在實(shí)際使用的時(shí)候通常結(jié)合Modbus總線協(xié)議配合使用。Modbus總線協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識使用的消息結(jié)構(gòu),制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。(超鏈接)

    RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺,理論上可達(dá)3000米但在實(shí)際操作中,極限距離往往在1200米左右;

    相比較RS-232而言,RS-485接口在總線上允許連接128個(gè)收發(fā)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。及具有多站點(diǎn)通信能力,而RS-232只允許一對一通信。這也是RS-485逐漸取代RS-232的主要因素之一。

 

    RS-485通信協(xié)議的缺點(diǎn):

 

    很多情況下,連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡單地用一對雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來。忽略信號地的連接,這種連接方法在許多場合是能正常工作的,但卻埋下了很大的隱患。

    這個(gè)隱患就是共模干擾問題:正因?yàn)镽S-485接口采用差分方式傳輸信號方式,所以并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測信號。系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以正常使用。導(dǎo)致人們經(jīng)常忽視RS-485接口收發(fā)有一定的共模電壓范圍(RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7~+12V),只有滿足共模電壓范圍條件,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠,甚至損壞接口。也就是通常所說的RS-485信號地的問題。

 

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