关于RS485
RS-485是一种标准通讯接口,RS(Recommended Standard)推荐标准的意思,485是标识号。
使用485通信,一般只需要两根线,A,B 或者+,-两根线。这属于一种差分信号电平通信。
总线的接线方式,广泛应用于数据采集和工业控制,它的主要优点之一是它允许将多个RS485设备放在同一条总线上,可以方便地实现多点数据传输和控制。在不使用中继器的情况下,也可以实现较长的通信距离。
下面是常见的支持RS485的物理接头。
RS485通信特性
挂接设备
一条RS485总线上可以挂载多少个RS485设备,这个问题会经常被问到。具体的数量由RS485转换器的负载能力决定,正常来说,RS485芯片的负载能力有三个级别,这三个级别依次可以挂载32台、128台和256台。通常,我们使用的RS485转换器负载能力是32台,而且也不建议在一条RS485总线上挂载太多,挂载越多,出现问题处理越麻烦。如果设备确实很多,可以通过扩展RS485总线的数量来分担负载压力,比如100台RS485设备,分4个RS485总线,每个总线挂载25台。
传输距离:RS485理论上最远通讯距离是1200米,如果距离超过1200米,可以使用485中继器(延长器)来延长,理论上最远可延长到3000米。
高速率:RS485的数据传输速率可以达到10Mbps,但如果是在长距离传输时会降低速率以保证信号质量。
一主多从:Modbus协议在报文层设计了设备地址,这样就可以配合RS485实现一主多从,一主多从可以简化布线、易于管理、节约成本。可能很多人是因为一主多从轮询,认为ModbusRTU通信速度慢。在通信要求不高的情况,使用一主多从是一个非常好的方案,一主多从轮询机制必然会带来通信效率的降低。
通信模式:485是半双工通讯,半双工就是设备在同一时刻要么处于收数据状态,要么处于发数据状态,不允许同时收发数据,如RS-485是一种通讯接口标准果你连的设备很多,每台设备的寄存器地址也很多,那么这个通讯周期就会很长。
差分信号传输:RS485使用差分信号进行数据传输(A和B两条双绞线来传输信号),这样可以有效抑制共模干扰,提高抗噪能力。
支持的协议
Modbus RTU:Modbus是一种广泛使用的工业通信协议,Modbus协议简单、易于实现,多用于工业设备间进行数据采集和控制。
Profibus-DP:是一种用于工业自动化的总线系统,比较适合高速、实时控制的应用。支持多种设备连接,常用在复杂的工业自动化环境。
CANopen:是一种基于CAN(Controller Area Network)总线的应用层协议,某些情况下也可以通过RS485实现。支持分布式实时控制应用,汽车领域使用较多。DeviceNet:是一种用在自动化领域的现场总线标准,Allen-Bradley公司开发,在美国市场占用率较高。DeviceNet协议支持多种设备类型,包括传感器、执行器和控制器。
Ethernet/IP:工业以太网协议,名称中的IP是Industrial Protocol(工业协议)的简称,不是网际协议。提供了高速的数据传输能力,并且支持多种工业设备之间的通信。
DNP3:专为电力系统设计的通信协议,DNP3协议支持多种通信介质,包括RS485,适用于安全和高可靠性的电力自动化和远程监控系统。
DLT645:DLT645协议主要用于电能表的数据采集,也是电表采集最常用最简单的通信协议,可参考DLT645协议-光伏电表数据采集
CC-Link:一种开放的现场总线网络协议,支持多种工业设备,可以使用RS485接口。
简而言之,PLC 的通讯方式多种多样,每种协议都有其独特的特点和适用场景。基于总线的协议如 Modbus RTU、Profibus、CANopen 等,通常用于相对简单或特定需求的系统;而基于以太网的协议如 Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT 等,则适用于要求更高的复杂自动化系统。
选择合适的通讯协议需要综合考虑系统的实时性要求、数据传输速率、安装和维护成本以及现有的基础设施。通过合理选择和配置通讯协议,可以有效提升自动化系统的性能和可靠性。
应用场景
工业自动化:在工厂自动化系统中,用于连接各种传感器、执行器、PLC(可编程逻辑控制器)等。
楼宇自动化:在智能建筑中,用于监控和控制照明、安全、空调系统等。
其他应用:包括数据采集、远程监控、POS系统等。
RS485通信线缆因其可靠性和灵活性,在工业通信领域得到了广泛应用。
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