RS-485也称为TIA-485。RS485是定义串行通信系统中使用的驱动器和接收器电气特性的标准。
RS485广泛应用于 工业控制系统 ,单个网络可处理多达 32 个设备。RS-485通常用于工业自动化,用于监控和控制PLC、变频器、DCS等。
RS-485网络
使用 RS-485设计网络时,应考虑几个关键因素:
网络布线: 网络布线方式对于信号传输成功至关重要。理想情况下,使用双绞线作为+(B)、-(A) 线,并使用另一根线端接REF、DGND或COM。
屏蔽: 实施屏蔽,保护信号传输免受外界干扰。
极性: 准确设置网络极性,保证信号正确传输。
终止: 正确的网络终止对于避免信号反射至关重要,因为信号反射会导致通信错误。
偏置: 偏置有利于维持长距离信号质量。
单位负载: 网络的单位负载影响可连接到该网络的设备数量。
数据速率: 网络的数据速率决定了通信的速度。
网络长度: 网络的长度会影响信号传输质量。
拓扑: 网络的布局(具体来说,设备的连接方式)会影响通信效率。
基本原理
RS-485通信基于差分信号,其中信息通过两根电线上发送的两个互补信号传输,通常称为A 和B。
传递信息的正是这两条线之间的电压差,而不是单条线与地之间的电压。这使得 RS-485 系统具有很强的抗共模噪声能力。
RS-485 通信示例
让我们来看一个RS-485网络的简单示例,其中包含一个主设备和两个从设备。
空闲状态: 当没有设备进行传输时,线路处于空闲状态。在此状态下,线路A和B之间的差分电压为零。
主机传输: 当主设备想要发送数据时,它会改变A线和B线之间的电压差。例如,「1」可能表示为 A 的电压高于 B,而「0」可能表示为 B 的电压高于 A。
从属设备接收: 网络上的所有设备(包括从属设备)不断监控线路A和线路B之间的电压差。当它们检测到变化时,它们会将其解释为一位数据。
从属设备响应: 如果主设备发送需要从属设备响应的命令,则从属设备将等待主设备完成传输,然后改变A线和B线之间的电压差来发送响应。
主设备接收: 主设备和从设备一样,不断监控A线和B线之间的电压差,因此它将接收来自从设备的响应。
返回空闲状态: 一旦所有数据都传输完毕,线路将返回空闲状态,线路A和B之间的电压差为零。
这样,数据就可以通过RS-485网络 来回发送。需要注意的是,网络上的所有设备都需要使用相同的逻辑将电压差解释为位(即,A 的电压高于B代表「1」还是「0」)。
在具有多个设备的网络中,每个设备都需要有一个唯一的地址,以便它知道何时侦听以及何时忽略线路上的通信。这通常由在 RS-485 上使用的协议处理,例如Modbus或Profibus。
例如,在 Modbus网络中 ,主设备发送的每条消息都以目标设备的地址开头。当设备看到带有其地址的消息时,它们就知道要处理该消息并可能发送响应。如果地址与自己的地址不匹配,它们就会忽略该消息。