【E問(wèn)E答】如何診斷RS485總線(xiàn)通訊不穩定的現場(chǎng)問(wèn)題？

　　通訊總線(xiàn)問(wèn)題的現場(chǎng)診斷，是一件非?？简灱夹g(shù)員對于相關(guān)協(xié)議理論與實(shí)踐相結合能力的事情，這次說(shuō)一說(shuō)RS485總線(xiàn)通訊的問(wèn)題。而對通訊的故障進(jìn)行分析和診斷之前，需要對RS485總線(xiàn)的一些基本概念有所了解。

　　【RS485總線(xiàn)的基本特性】

　　根據RS485工業(yè)總線(xiàn)標準，RS485工業(yè)總線(xiàn)為特性阻抗120Ω的半雙工通訊總線(xiàn)，根據485芯片的不同，其最大負載能力有幾個(gè)級別：32臺、128臺和256臺。但是理論上的標稱(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。

　　【RS485總線(xiàn)的傳輸距離】

　　根據RS485總線(xiàn)結構理論，在理想環(huán)境的前提下，RS485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比特率(bit/s)，只負載一臺RS485設備，才能使得通訊距離達到1200米，所以通常RS485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RS485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。

　　【RS485總線(xiàn)的連接方式與終端電阻】

　　RS485工業(yè)總線(xiàn)標準要求各設備之間采用手拉手式連接方式，兩頭必須接有120Ω終端電阻。順便說(shuō)一說(shuō)對RS485工業(yè)總線(xiàn)理解的誤區，多少人認為485總線(xiàn)是一種最簡(jiǎn)單、最穩定、最成熟的工業(yè)總線(xiàn)結構。485總線(xiàn)的部署及安裝確實(shí)簡(jiǎn)單，但想要做到穩定，卻是要花些功夫的。485總線(xiàn)是一種用于設備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟型的、傳統的工業(yè)總線(xiàn)方式。其通訊質(zhì)量需要根據施工經(jīng)驗進(jìn)行調試和測試采可以得到保證。485總線(xiàn)雖然簡(jiǎn)單，但也必須嚴格按照安裝施工規范進(jìn)行布線(xiàn)。

　　【RS485總線(xiàn)在現場(chǎng)應用中常見(jiàn)的幾種通訊故障】

　　1、完全通訊不上。2、只和一臺設備連接時(shí)能通訊上，連接多臺設備時(shí)就通訊不上或者有的能通上，有的無(wú)法通訊，或者嚴重丟包。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。

　　【現場(chǎng)診斷與排除RS485總線(xiàn)故障的一些方案方法】

　　1、由于RS485信號使用的是一對非平衡差分信號，意味RS485網(wǎng)絡(luò )中的每一個(gè)設備都必須通過(guò)一個(gè)信號回路連接到地，以減少數據線(xiàn)上的噪音，所以數據線(xiàn)最好由雙絞線(xiàn)組成，并且在外面加上屏蔽層作為地線(xiàn)，將RS485網(wǎng)絡(luò )中RS485設備連接起來(lái)，并且在一個(gè)點(diǎn)可靠接地。2、在工業(yè)現場(chǎng)當中，現場(chǎng)情況非常復雜，各個(gè)節點(diǎn)之間存在很高的共模電壓，RS485接口使用的是差分傳輸方式，有抗共模干擾能力，但是當共模電壓大于+12V或者小于-9V時(shí)，超過(guò)RS485接收器的極限接收電壓。接收器就無(wú)法工作，甚至可能會(huì )燒毀芯片和一起設備?？梢栽赗S485總線(xiàn)中使用RS485光隔離中繼器，將RS485信號及電源完全隔離，從而消除共模電壓的影響。3、RS485總線(xiàn)隨著(zhù)傳輸距離的延長(cháng)，會(huì )產(chǎn)生回波反射信號，如果RS485總線(xiàn)的傳輸距離如果超過(guò)100米，建議施工時(shí)在RS485通訊的開(kāi)始端和結束端120歐姆的終端電阻。4、RS485總線(xiàn)中RS485節點(diǎn)要盡量減少與主干之間的距離，建議RS485總線(xiàn)采用手牽手的總線(xiàn)拓撲結構。星型結構會(huì )產(chǎn)生反射信號，影響RS485通信質(zhì)量。5、影響RS485總線(xiàn)的負載能力的因素：通訊距離，線(xiàn)材的品質(zhì)，波特率，轉換器供電能力，RS485設備的防雷保護，RS485芯片的選擇。如果RS485總線(xiàn)上的RS485設備比較多的話(huà)，建議使用帶有電源的RS485轉換器，無(wú)源型的RS485轉換器由于時(shí)從串口竊電，供電能力不是很足，負載能力不夠。選用好的線(xiàn)材，如有可能使用盡可能低的波特率，選擇高負載能力的RS485芯片，都可以提高RS485總線(xiàn)的負載能力。RS485設備的防雷保護中的防雷管會(huì )吸收電壓，導致RS485總線(xiàn)負載能力降低，去掉防雷保護可以提高RS485總線(xiàn)負載能力。6、了解并檢查主控設備與被控設置的上下拉電阻，RS485總線(xiàn)首末端是否成對使用了120Ω終端電阻，如有條件則使用萬(wàn)用表測量RS485總線(xiàn)的工作電壓，使用示波器檢測RS485總線(xiàn)的信號。