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常見(jiàn)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(tīng)見(jiàn)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(lái)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(xiàn)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(xiàn)共模范圍，后命名為T(mén)IA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)閷⑽锢韺痈臑榱瞬罘中盘?hào)進(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(jiǎn)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(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中未免過(guò)于簡(jiǎn)單，所以在實(shí)際使用的時(shí)候通常結(jié)合Modbus總線(xiàn)協(xié)議配合使用。Modbus總線(xiàn)協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)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(xiàn)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(duì)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(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線(xiàn)將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來(lái)。忽略信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)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(wèn)題：正因?yàn)镽S-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，所以并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)。系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線(xiàn)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(mǎn)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(xiàn)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(shuō)的RS-485信號(hào)地的問(wèn)題。

 

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