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常见的工业通讯协议RS232、RS485、Modbus、HART介绍

浏览次数:发布时间:2023-10-17

 

在工业通讯体系中,基本每个仪表都有自己独特的通讯协议,常听见的有modbus通讯协议、RS-232、RS-485、HART通讯协议等等,那么这些通讯协议究竟是怎么工作的,有哪些优缺点呢?

    上期我们介绍了RS-232通讯协议,今天我们聊聊RS-485通讯协议。

    往期内容回顾:

        RS232通讯协议介绍

        ModBus通讯协议介绍

        图:RS232/RS485转换应用

      RS-485标准是在RS232的基础上发展来的,增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共模范围,后命名为TIA/EIA-485-A标准。因为将物理层改为了差分信号进行传输,所以具备抗干扰能力强、传输距离远的特点,故而广泛应用于噪声干扰较大的工业控制环境中。

 

RS-485的传输:

 

    RS-485的数据最高传输速率为10Mbps;在协议层,RS-485保留了原有RS-232的简单协议,按数据帧进行传输,为异步半双工通讯的方式。

 如上图所示:此数据帧在总线网络中未免过于简单,所以在实际使用的时候通常结合Modbus总线协议配合使用。Modbus总线协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,制定了消息域格局和内容的公共格式。(超链接)

    RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺,理论上可达3000米但在实际操作中,极限距离往往在1200米左右;

    相比较RS-232而言,RS-485接口在总线上允许连接128个收发数据节点。及具有多站点通信能力,而RS-232只允许一对一通信。这也是RS-485逐渐取代RS-232的主要因素之一。

 

    RS-485通信协议的缺点:

 

    很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。忽略信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患。

    这个隐患就是共模干扰问题:正因为RS-485接口采用差分方式传输信号方式,所以并不需要相对于某个参照点来检测信号。系统只需检测两线之间的电位差就可以正常使用。导致人们经常忽视RS-485接口收发有一定的共模电压范围(RS-485收发器共模电压范围为-7~+12V),只有满足共模电压范围条件,整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。也就是通常所说的RS-485信号地的问题。

 

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