485信号抗干扰问题
在各种现场中，485总线应用的非常的广泛，但是485总线比较容易出现故障，现在将485总线容易出现故障的情况并且可以排除这些故障的方法罗列如下：
1.由于485信号使用的是一对非平衡差分信号，意味485网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地，以减少数据线上的噪音，所以数据线最好由双绞线组成，并且在外面加上屏蔽层作为地线，将485网络中485设备连接起来，并且在一个点可靠接地。
2.在工业现场当中，现场情况非常复杂，各个节点之间存在很高的共模电压，485接口使用的是差分传输方式，有抗共模干扰能力，但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时，超过485接收器的极限接收电压。接收器就无法工作，甚至可能会烧毁芯片和一起设备。可以在485总线中使用485光隔离中继器，将485信号及电源完全隔离，从而消除共模电压的影响。
3.485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，如果485总线的传输距离如果超过100米，建议施工时在485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。
4.485总线中485节点要尽量减少与主干之间的距离，一般建议485总线采用手牵手的总线拓扑结构。星型结构会产生反射信号，影响485通信质量。如果在施工过程中必须要求485节点离485总线主干的距离超过一定距离，使用485中继器可以作出一个485总线的分叉。如果施工过程中要求使用星型拓扑结构，可以使用485集线器可以解决这个问题。
5.影响485总线的负载能力的因素：通讯距离，线材的品质，波特率，转换器供电能力，485设备的防雷保护，485芯片的选择。如果485总线上的485设备比较多的话，建议使用带有电源的485转换器，无源型的485转换器由于时从串口窃电，供电能力不是很足，负载能力不够。选用好的线材，如有可能使用尽可能低的波特率，选择高负载能力的485芯片，都可以提高485总线的负载能力。485设备的防雷保护中的防雷管会吸收电压，导致485总线负载能力降低，去掉防雷保护可以提高485总线负载能力。如果在现场施工中，相关的因素不能改变，建议使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器或者485集线器来提供485总线的负载能力。
提高RS-485总线可靠性的几种方法及常见故障处理
在MCU之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动报测等领域。但RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷，一些细节的处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。
一、RS-485接口电路的硬件设计
1、总线匹配
总线匹配有两种方法，一种是加匹配电阻，如图1a所示。位于总线两端的差分端口VA与VB之间应跨接120Ω匹配电阻，以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声，有效地抑制了噪声干扰。但匹配电阻要消耗较大电流，不适用于功耗限制严格的系统。
另外一种比较省电的匹配方案是RC 匹配（图2 ）利用一只电容C 隔断直流成分，可以节省大部分功率，但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折衷。除上述两种外还有一种采用二极管的匹配方案（图3），这种方案虽未实现真正的匹配，但它利用二极管的钳位作用，迅速削弱反射信号达到改善信号质量的目的，节能效果显著。
2、RO及DI端配置上拉电阻
异步通信数据以字节的方式传送，在每一个字节传送之前，先要通过一个低电平起始位实现握手。为防止干扰信号误触发RO（接收器输出）产生负跳变，使接收端MCU进入接收状态，建议RO外接10kΩ上拉电阻。
3、保证系统上电时的RS-485芯片处于接收输入状态
对于收发控制端TC建议采用MCU引脚通过反相器进行控制，不宜采用MCU引脚直接进行控制，以防
止MCU上电时对总线的干扰，如图4所示。
4、总线隔离
RS-485总线为并接式二线制接口，一旦有一只芯片故障就可能将总线“拉死”，因此对其二线口VA、VB 与总线之间应加以隔离。通常在VA、VB与总线之间各串接一只4~10Ω的PTC电阻，同时与地之间各跨接5V的TVS二极管，以消除线路浪涌干扰。如没有PTC电阻和TVS二极管，可用普通电阻和稳压管代替。
5、合理选用芯片
例如，对外置设备为防止强电磁（雷电）冲击，建议选用TI的75LBC184等防雷击芯片，对节点数要求较多的可选用SIPEX的SP485R。
二、RS-485网络配置
1、网络节点数
网络节点数与所选RS-485芯片驱动能力和接收器的输入阻抗有关，如75LBC184标称最大值为64点，SP485R标称最大值为400点。实际使用时，因线缆长度、线径、网络分布、传输速率不同，实际节点数均达不到理论值。例如75LBC184运用在500m分布的RS-485网络上节点数超过50或速率大于9.6kb/s时，工作可靠性明显下降。通常推荐节点数按RS-485芯片最大值的70%选取，传输速率在1200~9600b/s之间选取。通信距离1km以内，从通信效率、节点数、通信距离等综合考虑选用4800b/s最佳。通信距离1km 以上时，应考虑通过增加中继模块或降低速率的方法提高数据传输可靠性。
2、节点与主干距离
理论上讲，RS-485节点与主干之间距离（T头，也称引出线）越短越好。T头小于10m的节点采用T 型，连接对网络匹配并无太大影响，可放心使用，但对于节点间距非常小（小于1m，如LED模块组合屏）应采用星型连接，若采用T型或串珠型连接就不能正常工作。RS-485是一种半双工结构通信总线，大多用于一对多点的通信系统，因此主机（PC）应置于一端，不要置于中间而形成主干的T型分布。
三、提高RS-485通信效率
RS-485通常应用于一对多点的主从应答式通信系统中，相对于RS-232等全双工总线效率低了许多，因此选用合适的通信协议及控制方式非常重要。
1、总线稳态控制（握手信号）
大多数使用者选择在数据发送前1ms将收发控制端TC置成高电平，使总线进入稳定的发送状态后才发送数据；数据发送完毕再延迟1ms后置TC端成低电平，使可靠发送完毕后才转入接收状态。据笔者使用TC 端的延时有4个机器周期已满足要求；
2、为保证数据传输质量，对每个字节进行校验的同时，应尽量减少特征字和校验字
惯用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成，每个数据包长度达20~30字节。在RS-485系统中这样的协议不太简练。推荐用户使用MODBUS协议，该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中。
四、RS-485接口电路的电源、接地
对于由MCU结合RS-485微系统组建的测控网络，应优先采用各微系统独立供电方案，最好不要采用一台大电源给微系统并联供电，同时电源线（交直流）不能与RS-485信号线共用同一股多芯电缆。RS-485信号线宜选用截面积0.75mm2以上双绞线而不是平直线。对于每个小容量直流电源选用线性电源LM7805比选用开关电源更合适。当然应注意LM7805的保护：
1、LM7805输入端与地应跨接220~1000μF电解电容；
2、LM7805输入端与输出端反接1N4007二极管；
3、LM7805输出端与地应跨接470~1000μF电解电容和104pF独石电容并反接1N4007二极管；
4、输入电压以8~10V为佳，最大允许范围为6.5~24V。可选用TI的PT5100替代LM7805，以实现
9～38V的超宽电压输入。
五、光电隔离
在某些工业控制领域，由于现场情况十分复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。虽然RS-485接口采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰的能力，但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压，即大于+12V或小于－7V时，接收器就再也无法正常工作了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。
解决此类问题的方法是通过DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离；通过光耦将信号隔离，彻底消除共模电压的影响。实现此方案的途径可分为：
1、用光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片构筑电路；
2、使用二次集成芯片，如PS1480、MAX1480等。
六、RS-485系统的常见故障及处理方法
RS-485是一种低成本、易操作的通信系统，但是稳定性弱同时相互牵制性强，通常有一个节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪，而且又难以判断。故向读者介绍一些维护RS-485的常用方法。
1、若出现系统完全瘫痪，大多因为某节点芯片的VA、VB对电源击穿，使用万用表测VA、VB间差
模电压为零，而对地的共模电压大于3V，此时可通过测共模电压大小来排查，共模电压越大说明
离故障点越近，反之越远；
2、总线连续几个节点不能正常工作。一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻
近的2～3个节点（一般为后续）无法通信，因此将其逐一与总线脱离，如某节点脱离后总线能恢
复正常，说明该节点故障；
3、集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常，但每次又不完全一样。这是由于对
RS-485的收发控制端TC设计不合理，造成微系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。
改进的方法是将各微系统加装电源开关然后分别上电；
4、系统基本正常但偶尔会出现通信失败。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态，
最好改变走线或增加中继模块。应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片；
5、因MCU故障导致TC端处于长发状态而将总线拉死一片。提醒读者不要忘记对TC端的检查。尽
管RS-485规定差模电压大于200mV即能正常工作。但实际测量：一个运行良好的系统其差模电
压一般在1.2V左右（因网络分布、速率的差异有可能使差模电压在0.8~1.5V范围内
1 问题的提出
在应用系统中，RS-485半双工异步通信总线是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。系统简图如图1所示。
图1. RS-485系统示意图
由于实际应用系统中，往往分散控制单元数量较多，分布较远，现场存在各种干扰，所以通信的可靠性不高，再加上软硬件设计的不完善，使得实际工程应用中如何保障RS-485总线的通信的可靠性成为各研发机构的一块心病。
在使用RS-485总线时,如果简单地按常规方式设计电路，在实际工程中可能有以下两个问题出现。一是通信数据收发的可靠性问题；二是在多机通信方式下，一个节点的故障（如死机），往往会使得整个系统的通信框架崩溃，而且给故障的排查带来困难。
针对上述问题，我们对485总线的软硬件采取了具体的改进措施
2 硬件电路的设计
现以8031单片机自带的异步通信口，外接75176芯片转换成485总线为例。其中为了实现总线与单片机系统的隔离，在8031的异步通信口与75176之间采用光耦隔离。电路原理图如图2所示。
图2 改进后的485通信口原理图
充分考虑现场的复杂环境，在电路设计中注意了以下三个问题。
2.1 SN75176 485芯片DE控制端的设计
由于应用系统中，主机与分机相隔较远，通信线路的总长度往往超过400米，而分机系统上电或复位又常常不在同一个时刻完成。如果在此时某个75176的DE端电位为“１”，那么它的485总线输出将会处于发送状态，也就是占用了通信总线，这样其它的分机就无法与主机进行通信。这种情况尤其表现在某个分机出现异常情况下（死机），会使整个系统通信崩溃。因此在电路设计时，应保证系统上电复位时75176的DE 端电位为“0”。由于8031在复位期间，I/O口输出高电平，故图2电路的接法有效地解决复位期间分机“咬”总线的问题。
2.2 隔离光耦电路的参数选取
在应用系统中，由于要对现场情况进行实时监控及响应，通信数据的波特率往往做得较高（通常都在4800波特以上）。限制通信波特率提高的“瓶颈”，并不是现场的导线（现场施工一般使用5类非屏蔽的双绞线），而是在与单片机系统进行信号隔离的光耦电路上。此处采用TIL117。电路设计中可以考虑采用高速光耦，如6N137、6N136等芯片，也可以优化普通光耦电路参数的设计，使之能工作在最佳状态。例如：电阻R2、R3如果选取得较大，将会使光耦的发光管由截止进入饱和变得较慢；如果选取得过小，退出饱和也会很慢，所以这两只电阻的数值要精心选取，不同型号的光耦及驱动电路使得这两个电阻的数值略有差异，这一点在电路设计中要特别慎重，不能随意，通常可以由实验来定。
2.3 485总线输出电路部分的设计
输出电路的设计要充分考虑到线路上的各种干扰及线路特性阻抗的匹配。由于工程环境比较复杂，现场常有各种形式的干扰源，所以485总线的传输端一定要加有保护措施。在电路设计中采用稳压管D1、D2组成的吸收回路，也可以选用能够抗浪涌的TVS瞬态杂波抑制器件，或者直接选用能抗雷击的485芯片（如SN75LBC184等）。
考虑到线路的特殊情况（如某一台分机的485芯片被击穿短路），为防止总线中其它分机的通信受到影响，在75176的485信号输出端串联了两个20Ω的电阻R10、R11。这样本机的硬件故障就不会使整个总线的通信受到影响。
在应用系统工程的现场施工中，由于通信载体是双绞线，它的特性阻抗为120Ω左右，所以线路设计时，在RS-485网络传输线的始端和末端各应接1只120Ω的匹配电阻（如图2中R8），以减少线路上传输信号的反射。
由于RS-485芯片的特性，接收器的检测灵敏度为± 200mV，即差分输入端V A－V B ≥+200mV，输出逻辑1，V A－V B ≤－200mV，输出逻辑0；而A、B端电位差的绝对值小于200mV时，输出为不确定。如果在总线上所有发送器被禁止时，接收器输出逻辑0，这会误认为通信帧的起始引起工作不正常。解决这个问题的办法是人为地使A端电位高于B两端电位，这样RXD的电平在485总线不发送期间（总线悬浮时）呈现唯一的高电平，8031单片机就不会被误中断而收到乱字符。通过在485电路的A、B输出端加接上拉、下拉电阻R7、R9，即可很好地解决这个问题。
3 软件的编程
485芯片的软件编程对产品的可靠性也有很大影响。由于485总线是异步半双工的通信总线，在某一个时刻，总线只可能呈现一种状态，所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信，总线上必然有一台始终处于主机地位的设备在巡检其它的分机，所以需要制定一套合理的通信协议来协调总线的分时共用。这里采用的是数据包通信方式。通信数据是成帧成包发送的，每包数据都有引导码、长度码、地址码、命令码、内容、校验码等部分组成。其中引导码是用于同步每一包数据的引导头；长度码是这一包数据的总长度；命令码是主机对分机（或分机应答主机）的控制命令；地址码是分机的本机地址号；“内容”是这一包数据里的各种信息；校验码是这一包数据的校验标志，梢圆捎闷媾夹Ｑ椤⒑托Ｑ榈炔煌 姆绞健?/P>
在485芯片的通信中，尤其要注意对485控制端DE的软件编程。为了可靠的工作，在485总线状态切换时需要做适当延时，再进行数据的收发。具体的做法是在数据发送状态下，先将控制端置“1”，延时1ms左右的时间，再发送有效的数据，一包数据发送结束后再延时1ms后，将控制端置“0”。这样的处理会使总线在状态切换时，有一个稳定的工作过程。
4 结论
经过以上的软硬件共同处理，RS-485总线在应用系统工程中的可靠性大大提高，在通常的环境条件下，24小时连续开机，系统的通信始终处于正常状态，整机性能满足了现场工程的需要。
但是RS-485总线仍然只是一种常规的通信总线，它不能够做总线的自动仲裁，也就是不能够同时发送数据以避免总线竞争，所以整个系统的通信效率必然较低，数据的冗余量较大，对于速度要求高的应用场所不适宜用RS-485总线。同时由于RS-485总线上通常只有一台主机，所以这种总线方式是典型的集中－分
散型控制系统。一旦主机出现故障，会使整个系统的通信陷于瘫痪状态，因此做好主机的在线热备份是一个重要措施。
尽管RS-485总线存在这样那样的问题，但由于它的线路设计简单、价格低廉、控制方便，只要合理的使用在某些场所仍然能发挥良好的作用。
RS485是一种电流型差分传输设备。对干扰电压不敏感。这就是它抗干扰的主要原因。传输距离是由线路的两根线间的电容和有源器件的驱动能力决定的。线间电容容量的大小跟线的总长度呈正比（无论是串联还是并联）。因此有关RS485芯片说明上很多都提出了传输电容的极限指标。由于电容的存在，使本来是方波的电流造成相位延时，逐渐圆滑，直至不能正确分辨。同样距离的双绞线的长度比平行线要长，电容比平行线要大。对RS485传输反而有不利的一面。有人可能说，双绞线具有抗干扰能力，但是，要干扰RS485的信号，干扰的电压必须要转换为电流才有作用。这就需要干扰信号要有极大的能量才行。正是因为这点，RS485才有较强的抗干扰能力。RS485的驱动能力直接影响通信节点的数量。输出电流不足，自然不能正确分辨信号。因此，使用平行线和双绞线不是影响传输性能的主要因素。
485是差分信号传输，也就是说，最终信号识别是通过比较两线之间的电压差值决定的，而干扰信号往往是同时加在两条线上，呈现相同的电压。做差值比较时，干扰信号互相会抵消掉。从原理上可知，为了提高抗干扰水平，两条信号线必须紧密接触，保证外界干扰对两条线的作用是相同的结果而抵消干扰，这也是通常选用双绞线的原因。如果干扰不大，两条平行线也是可以的。485的临界电平是200MV左右，也就是说只要两条线的电压差大于200MV便是可识别的，随着负载增加或线路加长，或者线路老化阻抗增大，都会导致线路压降增大，传输距离缩短
RS485通讯方式
RS-485接口标准传输方式：差分
传输介质：双绞线
标准节点数：32
最远通信距离：1200m 共模电压最大、最小值：+12V；-7V
差分输入范围：-7V～+12V
接收器输入灵敏度：±200mV
接收器输入阻抗：≥12kΩ
关于RS485网络的节点数量
【1】关于节点数：
所谓节点数、即每个RS-485接口芯片的驱动器能驱动多少个标准RS-485负载、根据规定、标准RS-485接口的输入阻抗为≥12kΩ、相应的标准驱动节点数为32、为适应更多节点的通信场合、有些芯片的输入阻抗设计成1/2负载（≥24kΩ）、1/4负载（≥48kΩ）甚至1/8负载（≥96kΩ）、相应的节点数可增加到64、128和256、
下列为常用的一些驱动IC比较：
型号
32个节点：
SN75176、SN75276、SN75179、SN75180、MAX485、MAX488、MAX490
64个节点：
SN75LBC184
128个节点：
MAX487、MAX1487
256个节点：
MAX1482、MAX1483、MAX3080～MAX3089
【2】半双工和全双工芯片介绍
RS-485接口可连接成半双工和全双工两种通信方式、半双工通信的芯片有SN75176、SN75276、SN75LBC184、MAX485、MAX 1487、MAX3082、MAX1483等、全双工通信的芯片有SN75179、SN75180、MAX488~MAX491、MAX1482等
半双工通信电路
全双工通信电路
【3】应用中的常见问题
抗雷击和抗静电冲击：
RS-485接口芯片在使用、焊接或设备的运输途中都有可能受到静电的冲击而损坏、在传输线架设于户外的使用场合、接口芯片乃至整个系统还有可能遭致雷电的袭击、选用抗静电或抗雷击的芯片可有效避免此类损失、常见的芯片有MAX485E、MAX 487E、MAX1487E等、特别值得一提的是SN75LBC184、它不但能抗雷电的冲击而且能承受高达8kV的静电放电冲击、是目前市场上不可多得的一款产品、限斜率驱动：
由于信号在传输过程中会产生电磁干扰和终端反射、使有效信号和无效信号在传输线上相互迭加、严重时会使通信无法正常进行、为解决这一问题、某些芯片的驱动器设计成限斜率方式、使输出信号边沿不要过陡、以不致于在传输线上产生过多的高频分量、从而有效地扼制干扰的产生、如MAX487、SN75LBC184等都具有此功能、4 光电隔离
在某些工业控制领域、由于现场情况十分复杂、各个节点之间存在很高的共模电压、虽然RS-485接口采用的是差分传输方式、具有一定的抗共模干扰的能力、但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压、即大于+12V或小于－7V时、接收器就再也无法正常工作了、严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备、
解决此类问题的方法是通过DC-DC将系统电源和RS-485收发器的电源隔离、通过光耦将信号隔离、彻底消除共模电压的影响、实现此方案的途径可分为：
（1）用光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片构筑电路、
（2）使用二次集成芯片、如PS1480、MAX1480等、
以上主要介绍在不同场合如何选择合适的RS-485接口芯片、和可能碰到的有关问题的解决方法、从而避免通信异常、至于其它诸如终端匹配、传输线的选择和屏蔽、通信速率的选择等等、在一些相关资料中都能找到答案、这里就不再介绍了
485通信中干扰抑制方法 RS-485匹配电阻 RS-485就是差分电平通信,在距离较长或速率较高时,线路存在回波干扰,此时要在通信线路首末两端并联120Ω匹配电阻。推荐在通信速率大于19、2Kbps或线路长度大于500米时,才考虑加接匹配电阻。 RS-485接地 RS-485通信双方的地电位差要求小于1V,所以建议将两边RS-485接口的信号地相连,注意信号地不要接大地。 还有,就就是采用隔离措施 变频器应用中的干扰抑制措施 在进线侧加装电抗器,可以抑制变频器产生的谐波对电网的干扰。 输出侧不能加吸收电容,因为会导致变频器过电流时延迟过电流保护动作,只能加电抗器,以改善功率因数。 避免变频器的动力线与信号线平行布线与集束布线,应分散布线。检测器的连接线、控制用信号线要使用双绞屏蔽线。变频器、电机的接地线应接到同一点上。在大量产生噪声的机器上装设浪涌抑制器,加数据线滤波器到信号线上。将检测器的连接线、控制用信号线的屏蔽层用电缆金属夹钳接地。 信号线与动力线使用屏蔽线并分别套入金属管后,效果更好。 容易受干扰的其它设备的信号线,应远离变频器与她的输入输出线。 如何解决中频炉的谐波干扰
中频炉在使用中产生大量的谐波,导致电网中的谐波污染非常严重。谐波使电能传输与利用的效率降低,使电气设备过热,产生振动与噪声,并使其绝缘老化,使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容补偿设备等设备烧毁。谐波还会引起继电器保护与自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波会对通信设备与电子设备产生严重干扰,因而,改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。 滤除中频炉系统谐波的传统方法就是LC滤波器,LC滤波器就是传统的无源谐波抑制装置,由滤波电容器、电抗器与电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波作用外,还兼顾无功补偿的需要。这种滤波器出现最早,成本比较低,但同时存在一些较难克服的缺点,比如只能针对单次谐波,容易产生谐波共振,导致设备损毁,随着时间谐振点会漂移,导致谐波滤除效果越来越差。同时,这一方式无法应对瞬变、浪涌与高次谐波,存在节能的漏洞。 谐波抑制的另一个比较新的方法就是采用有源电力滤波器(Active Power Filter--APF)。它就是一种电力电子装置,其基本原理就是从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率与幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响,因而受到广泛的重视,并且已在日本等国获得广泛应用。但有源电力滤波器成本高昂,价格昂贵,投资回报期长,大多数企业难以承受。 MF-Saver吸收融合了LC技术与APF技术的优点,同时引入TOPSPARK G5的核心技术,扬长避短,创造性地解决了上述技术的不足,以独特的方式为中频炉环保节能提供了更有效的解决方案。
485通信中干扰抑制方法? RS-4８5匹配电阻 RS—4８5就是差分电平通信，在距离较长或速率较高时,线路存在回波干扰,此时要在通信线路首末两端并联1２0Ω匹配电阻.推荐在通信速率大于19、2Kbｐｓ或线路长度大于50０米时，才考虑加接匹配电阻。? ＲＳ—485接地?RＳ—４85通信双方得地电位差要求小于1Ｖ，所以建议将两边ＲS-485接口得信号地相连,注意信号地不要接大地。??还有,就就是采用隔离措施? 变频器应用中得干扰抑制措施 在进线侧加装电抗器,可以抑制变频器产生得谐波对电网得干扰。 输出侧不能加吸收电容,因为会导致变频器过电流时延迟过电流保护动作,只能加电抗器，以改善功率因数.?避免变频器得动力线与信号线平行布线与集束布线，应分散布线。检测器得连接线、控制用信号线要使用双绞屏蔽线。变频器、电机得接地线应接到同一点上。在大量产生噪声得机器上装设浪涌抑制器，加数据线滤波器到信号线上。将检测器得连接线、控制用信号线得屏蔽层用电缆金属夹钳接地.?信号线与动力线使用屏蔽线并分别套入金属管后，效果更好。 容易受干扰得其它设备得信号线,应远离变频器与她得输入输出线. 如何解决中频炉得谐波干扰 中频炉在使用中产生大量得谐波,导致电网中得谐波污染非常严重。谐波使电能传输与利用得效率降低，使电气设备过热，产生振动与噪声,并使其绝缘老化，使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大，造成电容补偿设备等设备烧毁。谐波还会引起继电器保护与自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波会对通信设备与电子设
备产生严重干扰,因而，改善中频炉电力品质成为应对得主要着力点.??滤除中频炉系统谐波得传统方法就是ＬC滤波器，LC滤波器就是传统得无源谐波抑制装置，由滤波电容器、电抗器与电阻器适当组合而成,与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿得需要。这种滤波器出现最早,成本比较低,但同时存在一些较难克服得缺点,比如只能针对单次谐波,容易产生谐波共振,导致设备损毁,随着时间谐振点会漂移，导致谐波滤除效果越来越差。同时，这一方式无法应对瞬变、浪涌与高次谐波，存在节能得漏洞。??谐波抑制得另一个比较新得方法就是采用有源电力滤波器(Acｔive PｏweｒFilteｒ－—APF).它就是一种电力电子装置,其基本原理就是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反得补偿电流,从而使电网电流只含基波分量.这种滤波器能对频率与幅值都变化得谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗得影响,因而受到广泛得重视，并且已在日本等国获得广泛应用。但有源电力滤波器成本高昂,价格昂贵,投资回报期长,大多数企业难以承受。??MＦ－Ｓａver吸收融合了ＬC技术与APF技术得优点,同时引入TOPSPＡRK Ｇ5得核心技术,扬长避短，创造性地解决了上述技术得不足,以独特得方式为中频炉环保节能提供了更有效得解决方案。?MF－Sａver对谐波得抑制范围不仅包含低次谐波，还包含浪涌、瞬变及高次谐波,实现了全频域覆盖，消除了浪涌、瞬变及高次谐波对中频炉系统得危害与电量得浪费，结合LC技术与ＡＰF技术得合理成分,自适应调整内部器件参数，避免谐振点得漂移,大大提高了设备得稳定性与可靠性。同时成本也得到有效控制，以缩短用户得投资回报期.通过对中频炉全频域谐波得有效滤波,同时加强了设备得抗浪涌、瞬变侵害得能力,改善了电力品质，降低了设备损耗，节约了电能，最终实现环保节能得优异效果 PＬC不能稳定工作什么原因 摘要:简要分析了PLC控制系统在实际应用中可能受到得干扰类型。从软、硬件等方面提出了针对性得抗干扰措施,并强调了其在工业控制领域应用时必须全面、系
485信号抗干扰问题 在各种现场中，485总线应用的非常的广泛，但是485总线比较容易出现故障，现在将485总线容易出现故障的情况并且可以排除这些故障的方法罗列如下： 1.由于485信号使用的是一对非平衡差分信号，意味485网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地，以减少数据线上的噪音，所以数据线最好由双绞线组成，并且在外面加上屏蔽层作为地线，将485网络中485设备连接起来，并且在一个点可靠接地。 2.在工业现场当中，现场情况非常复杂，各个节点之间存在很高的共模电压，485接口使用的是差分传输方式，有抗共模干扰能力，但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时，超过485接收器的极限接收电压。接收器就无法工作，甚至可能会烧毁芯片和一起设备。可以在485总线中使用485光隔离中继器，将485信号及电源完全隔离，从而消除共模电压的影响。 3.485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，如果485总线的传输距离如果超过100米，建议施工时在485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。 4.485总线中485节点要尽量减少与主干之间的距离，一般建议485总线采用手牵手的总线拓扑结构。星型结构会产生反射信号，影响485通信质量。如果在施工过程中必须要求485节点离485总线主干的距离超过一定距离，使用485中继器可以作出一个485总线的分叉。如果施工过程中要求使用星型拓扑结构，可以使用485集线器可以解决这个问题。 5.影响485总线的负载能力的因素：通讯距离，线材的品质，波特率，转换器供电能力，485设备的防雷保护，485芯片的选择。如果485总线上的485设备比较多的话，建议使用带有电源的485转换器，无源型的485转换器由于时从串口窃电，供电能力不是很足，负载能力不够。选用好的线材，如有可能使用尽可能低的波特率，选择高负载能力的485芯片，都可以提高485总线的负载能力。485设备的防雷保护中的防雷管会吸收电压，导致485总线负载能力降低，去掉防雷保护可以提高485总线负载能力。如果在现场施工中，相关的因素不能改变，建议使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器或者485集线器来提供485总线的负载能力。 提高RS-485总线可靠性的几种方法及常见故障处理 在MCU之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动报测等领域。但RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷，一些细节的处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。 一、RS-485接口电路的硬件设计 1、总线匹配 总线匹配有两种方法，一种是加匹配电阻，如图1a所示。位于总线两端的差分端口VA与VB之间应跨接120Ω匹配电阻，以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声，有效地抑制了噪声干扰。但匹配电阻要消耗较大电流，不适用于功耗限制严格的系统。
RS485布线技术入门（转载） 版权声明：转载时请以超链接形式标明文章原始出处和作者信息及本声明 https://www.doczj.com/doc/2b3075193.html,/logs/4788380.html 1。485总线应采用什么样的通讯线？ 必须采用国际上通行的屏蔽双绞线。推荐用的屏蔽双绞线的型号为RVSP2*0.5(二芯屏蔽双绞线，每芯由16股的0.2mm的导线组成)。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。 工程商大都习惯采用5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。这是因为： (1)普通网线没有屏蔽层，不能防止共模干扰。 (2)网线只有0.2mm平方，线径太细，会导致传输距离降低和可挂接的设备减少。 (3)网络线为单股的铜线，相比多芯线而言容易断裂。 2。为什么要接地？ 485收发器在规定的共模电压-7V至+12V之间时，才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯，严重的会损坏通讯接口。共模干扰会增大上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将485通讯线的屏蔽层用作地线，将机具、电脑等网络中的设备地连接在一起，并由一点可靠地接入大地。 3。485通信线应如何走线？ 通信线尽量远离高压电线，不要与电源线并行，更不能捆扎在一起。 4。为什么485总线要采用手拉手结构，而不能采用星形结构？ 星形结构会产生反射信号，从而影响到485通信。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短，一般不要超出5米。分支线如果没有接终端，会有反射信号，对通讯产生较强的干扰，应将其去掉。 5。485总线上设备到设备之间可以有接点吗？ 在同一个网络系统中，使用同一种电缆，尽量减少线路中的接点。接点处确保焊接良好，包扎紧密，避免松动和氧化。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线。
RS-485总线抗干扰的一些措施 RS-485接口芯片能担当起一种电平转化的角色，把TTL信号、COMS信号等转化为能在485总线上传输的差分信号，把接收到的485差分信号转化为MCU能够识别的TTL或COMS电平，在工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域得到了广泛应用。但在RS485通信中，常常会存在通信距离不远、通信质量差等问题。为提高RS485的通信质量，除了采用终端匹配的总线型结构外，在系统设计中通常要考虑以下几个问题。 1.故障保护 根据RS-485的标准规定，接收器的接收灵敏度为±200mV，这意味着当接收端的差分电压大于等于+200mV时，接收器输出为高电平，小于等于-200mV时输出为低电平，介于±20 0mV之间时，接收器输出为不确定状态。在总线空闲(即传输线上所有节点都为接收状态)以及传输线开路或短路故障时，若不采取特殊措施，接收器可能输出高电平或者低电平。一旦某个节点的接收器产生低电平，就会使串行接收器(UART)找不到起始位，从而引起通信异常。 为解决该问题，很多RS485接口芯片引入了故障保护。例如，上海英联电子的UM3085/U M3088输入灵敏度为-50mV/-200mV，即差分接收器输入电压UA－B≥-50mV时，接收器输出逻辑高电平，如果UA－B≤-200mV，则输出逻辑低电平。当接收器输入端总线短路或总线上所有发送器被禁止时，接收器差分输入端为0V，从而确保总线空闲、短路时接收器输出高电平。 2.防雷电冲击 RS-485接口芯片在使用、焊接或设备的运输途中都有可能受到静电冲击而损坏。在传输线架设于户外的使用场合,接口芯片乃至整个系统还有可能遭受雷电袭击。选用抗静电或抗雷击的芯片可有效避免此类损失。UM3085/UM3088芯片内部集成了ESD保护电路，人体模型ESD保护和机器模型ESD保护分别达到15kV和2kV。此外，英联电子还有一套完善的ESD保护方案(图1)，使系统能在更为苛刻的瞬态高压冲击环境中可靠运行。 图1:RS485芯片防雷和防浪涌电压设计。 点击下载清晰大图
监控摄像机抗干扰的办法 监控系统中干扰图像信号的事情时有发生，当闭路电视监控系统( CCTV)在建筑工程中如果施工过程中未采取恰当的防范措施，各种干扰就会通过传输线缆进入闭路电视监控系统，造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现像。 干扰的来源及影响方式 闭路电视监控系统中传输信号的类型主要有两类：一类是模拟视频信号，传输路径由摄像机到矩阵，从矩阵再到显示器或录像机;一类是数字信号包括矩阵与摄像机之间的控制信息传输，矩阵中计算机部分的数字信号。一般设备成为干扰源的可能性很小，因此干扰主要通过信号传输路径进入系统。闭路电视监控系统的信号传输路径是，能通过视频电缆和传输控制信号的双绞线耦合进系统的干扰有：各种高频噪声比如大电感负载启停，接地电位不等引入的工频干扰，平衡传输线路失衡使抑噪能力下降将共频干扰转成了差模干扰，传输线上阻抗不匹配造成信号的反射使信号传输质量下降，静电放电沿传输线进入设备造成接口芯片损伤或损坏。具体表现如下： 由于阻抗不匹配造成的影响在视频图像上表现为重影。在信号传输线上会将在脉冲序列的前后沿形成震荡。震荡的存在使高低电平间的阈值差变小，当震荡的幅值再大或有其他干扰引入时就无法正确分辨出脉冲电平值，导致通信时间变长或通信中断。接地和屏蔽不好会导致传输线抑制外部电磁干扰能力的下降，体现在视频图像就是雪花噪点、网纹干扰以及横纹滚动等;在信号传输线上形成尖峰干扰，造成通信错误。平衡传输线路失衡也会在信号传输线上形成尖峰干扰。静电放电除了会造成设备损坏外，还会影响存储器内的数据，使设备出现些莫名其妙的错误。 抗干扰的方法 从干扰源的分析了解到并没有特别的干扰源，消除或者减少上述干扰的理论探讨也有许多，如何针对闭路电视监控工程解决干扰问题，很少有文献涉及，下面就闭路电视监控工种中常见的干扰及解决方法进行些探讨。 1 数字信号传输中的抗干扰措施 在弱电系统工程中数字信号的传输通常指长线传输，常见的方式有：通过调制、解调方法在电力线或视频线上传输数字信号;通过工业标准的通信网络进行传输，比如RS422、RS845、RS485;自行开发的自动式传输。三者相较，常见的还是RS422、RS485,因此重点讨论RS485数字通信抗干扰方法。 S485总线是采用差分平衡电气接口，具有较强的抗电磁干扰能力，但在实际工程RS485总线并未达到人们期望的效果。问题往往出现在以下几个方面：第一网络拓扑不合理，未按照总线型网络拓扑布线，成为事宜上的星型拓扑;传输线与接收和发送端设备连接不正确，削弱了平衡线的抗干扰能力;第三公用双绞线，未进一步采取抗干扰措施，比如采用屏蔽双绞线。虽然在造成干扰的方式上有所不同但在干扰的表现形式上只有两种：一种是反射增加了信号畸变程度;一种是外部的干扰由于平衡条件被破坏，共模干扰变成了串模信号进入传输线。 关于信号反射。根据电磁理论，减少长线上信号反射的唯一途径是阻抗匹配，若通信网络拓扑为总线型，阻抗匹配比较容易实现，但若是星型网络拓扑，根据工程经验则可按图1方式进行匹配，在发送端串上与传输线特征阻抗相同的电阻RO，在接收端按图所示进行连接，其中R1>R2，R=(R1* R2)/(R1+R2)=R0。在发送R0一般是驱动门输出内阻的5倍以上，可以得到较高的发送电平，接收的
变频器RS485通信中的干扰及其解决办法 在工业现场，许多用户都被以下问题困扰过：当PLC与变频器或变频器与变频器之间采用RS485方式进行通信时，经常容易产生通信中断、误码、死机甚至RS485接口被烧坏等故障，而且联网的变频器越多，这种现象越容易发生！由于变频器本身的特点决定了变频器会产生诸多干扰，对于RS485通信口而言，由于各个变频器和PLC使用不同的电源，或本身电路结构的不同使得各个RS485通信口的地电位相差很大，势必造成传送数据时信号失真较为严重，使得通信出错，当共模电压超过-7V或+12V时则会损坏RS485接口！ 将每个RS485通信口进行隔离是解决问题的最好办法，即需在每台变频器和PLC的R S485通信口上加装RS485到RS485的隔离器，为了保证加装了隔离器后仍然使用原来的软件，隔离器必须是无延时的、波特率自动适应的数据完全透明传输装置。德阳四星电子的BH-485G隔离器正是为解决以上问题而研制的。 BH-485G隔离器是真正具有数据流向自动切换、数据完全透明传输、无延时的隔离器，波特率为0～250Kbps自适应，供电电源具有5VDC或24VDC两种方式任选（一般变频器上均有24VDC电源输出端子），而且BH-485G具有二对RS485接线端子，避免了会使波形畸变的总线分支问题，接线非常方便。 BH-485G外形为标准导轨安装，带有数据收发指示灯。 加装了BH-485G隔离器后的变频器和PLC组成的RS485通信网络如下图所示：
须将总线二端的BH-485G上的终端电阻设置开关K拨到“R”（接入120欧终端电阻），其它位置的开关拨到“OFF”（不接终端电阻）。 如通信距离超过2公里（9600bps时），可在总线中增加RS485中继器（型号：E48 5GA）或使用CAN-485G超远程隔离驱动器。 BH-485G的详细资料请看网站上的使用说明书。 以上方案已在工程中大量采用，实践证明十分稳定可靠，已解决了RS485通信中的干扰、死机和烧口问题。
485通信注意事项 1、为什么要采用屏蔽线 使用485通信时要求必须采用国际上通行的屏蔽双绞线。我们推荐用的屏蔽双绞线的型号为RVSP2*0.5（二芯屏蔽双绞线，每芯由16股的0.2mm的导线组成）。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。 工程商大都习惯采用5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。这是因为： (1)普通网线没有屏蔽层，不能防止共模干扰。 (2)网线只有0.2mm平方，线径太细，会导致传输距离降低和可挂接的设备减少。 (3)网络线为单股的铜线，相比多芯线而言容易断裂。 2、为什么要接地 485收发器在规定的共模电压-7V至+12V之间时，才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯，严重的会损坏通讯接口。共模干扰会增大上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将485通讯线的屏蔽层用作地线，将机具、电脑等网络中的设备地连接在一起，并由一点可靠地接入大地。 3、485通信线应如何走线？ 通信线尽量远离高压电线，不要与电源线并行，更不能捆扎在一起。 4、为什么485总线要采用手拉手结构，而不能采用星形结构？ 星形结构会产生反射信号，从而影响到485通信。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短，一般不要超出5米。分支线如果没有接终端，会有反射信号，对通讯产生较强的干扰，应将其去掉。 5、485总线上设备到设备之间可以有接点吗？ 在同一个网络系统中，使用同一种电缆，尽量减少线路中的接点。接点处确保焊接良好，包扎紧密，避免松动和氧化。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线。 6、什么叫共模干扰和差模干扰？如何消除通讯线上的干扰？ 485通信线由两根双绞的线组成，它是通过两根通信线之间的电压差的方式
第20卷第3期湖 北 工 业 大 学 学 报2005年06月 V ol.20N o.3 Journal of H ubei U niversity of T echnology Jun.2005 [收稿日期]2005-03-05 [作者简介]张道德(1973-),男,湖北黄梅人,湖北工业大学讲师,华中科技大学博士研究生,研究方向:机电一体化,测 试技术,嵌入式系统应用. [文章编号]1003-4684(2005)0620137204 RS 2485总线抗干扰的研究 张道德,张 铮,杨光友 (湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068) [摘 要]针对RS 2485网络常见的线路反射干扰、网络配置不合理、雷击及静电、共模干扰等故障因素,针对 干扰源研究了可行的解决干扰的方法,有效地提高了RS 2485网络的可靠性. [关键词]RS 2485;网络;抗干扰;可靠性[中图分类号]TP393.02 [文献标识码]:A RS 2485接口电路因硬件设计简单、控制方便、 成本低廉、通信速率高等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水情自动报测等领域.但RS 2485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍 存在缺陷,一些细节处理不当常会导致通信失败甚 至系统瘫痪等故障,因此提高RS 2485总线的运行可靠性至关重要.通常导致RS 2485网络系统故障的因素主要有:线路反射干扰、网络配置不合理、雷击及静电、共模干扰等,因此针对不同的故障原因需要研究不同的解决方法来提高RS 2485系统的可靠性. 1 线路反射波及总线匹配 1.1 线路反射波 电信号(电流、电压信号)在沿导线传输过程中, 由于导线的分布电感、电容及电阻存在,各节点的电信号并不能马上建立,而是有一定的滞后,离起点越远,电压波和电流波到达的时间越晚.电压波与电流波在传输过程中会产生一个与入射信号波方向相反的行波,通常称为反射波[1].这种信号反射的原理,与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的. 信号的多次反射大大延长了信号的传输时间.此外,反射波形的显著特征是出现台阶,降低电路的噪声容限.影响反射波干扰的因素主要有二:其一是传输线的阻抗,合理配置传输线的阻抗,可以抑制反 射波干扰或削弱反射次数;其二是信号频率,信号频 率越高,越容易产生反射波干扰.在信号频率确定的条件下,通常采用阻抗匹配法消除反射波干扰.1.2 总线匹配法 根据反射理论,当传输线的特性R p 与负电阻相等(匹配)时,将不发生反射.可通过图1所示电路测定传输线路的特性阻抗,通过调节可变电阻R ,当R =R p 时,A 门的输出波形畸变最好小,反射波几乎消失,这是的R p 可以认为是该传输线的特性阻抗.因此在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗R p 同样大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续,可以有效消除反射波的干扰.这种方法也称为总线匹配 . 总线匹配有两种方法,一种是加匹配电阻,如图2(a )所示.位于总线两端的差分端口V A 与V B 之间 应跨接匹配电阻R p ,以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声,有效地抑制了噪声干扰.通常双绞线特性阻抗大约在100Ω至130Ω之间[2],但匹配电阻要消耗较大电流,不适用于功耗限制严格的系统.另外一种比较省电的匹配方式是RC 匹配(图2(b )).利用一只电容C 隔断直流成分可以节省大部 分功率但匹配质量逊于阻抗匹配,需要在功耗和匹配质量间进行折衷.
西门子变频器对485通信的干扰 终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。在通信过程中，有两种原因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。以下是找到的匹配电阻的问题: A: 我们公司的做法是：在485的任何一个节点上，对A上拉；对B下拉，具体接线就是：(+5V---R1---A---R2---B---R3---GND),其中R1:3.3K,R2:180欧姆，R3:3.3K，取消原来的120欧电阻，这样在总线空闲的时候就保证A比B高出大约200mV的电压，也就是说能保证总线上的数据状态在空闲的时候是稳定的1。这可是我们公司几年的现场经验得来的，效果很好，保证比原来那种方式好多了. B: 确有可取之处，但是请问：在485的任何一个节点上，对A上拉，对B下拉，如果节点多了485驱动能力恐怕支撑不了吧？ C: 485通信总线上的匹配电阻究竟应该怎样配才能使通信总线稳定可靠呢？为什么我在总线的首尾各配120欧的电阻，总线仍然不稳定？究竟有那些因素干扰了它？ D: 个人经验：485总线的匹配电阻与该总线上的设备有关。主要是总线上设备的输入阻抗和输出阻抗对485总线的特性阻抗影响比较大。所以在匹配485总线的终端电阻时最好使用一个可调电阻来不断的测试。或者使用设备测量出该485总线的特性阻抗，然后加以相应的电阻与之匹配。还有就是使用理论计算也可以计算出给485总线的相应的数据。 E: 485通信总线上的匹配电阻只在末端出现，如果设备较多（接近32个）可以不接匹配电阻；另外485通信总线虽然手册上说可以选用双绞线，但最好还是选用两芯屏蔽线且屏蔽网不得两端接地。我的经验就是这样，且从没发现有干扰！ F: 我觉得485通讯总线的匹配电阻的选择，大家可以用这个简单的办法试一下：把一个电位器接在A—B 之间，然后用示波器测A——B之间的波形。什么时候波形最好，就把此时电位器接在A——B两端之间的两脚的电阻值量出来，然后用同样阻值的电阻代替电位器。 G: 总线不稳定不一定是硬件引起的，我建议查找一下，是否存在软件方面的BUG。
应对RS485组网通信的失效问题 目前在主从式架构的监控系统中，大多数主控端DVR主机是通过RS485总线来进行从属端设备的控制通信，例如云台、PTZ镜头或其他辅助设备。RS485通信具有低成本、架构简单、可靠性高及抗干扰能力强等诸多优点，但有个缺点就是其有极性的接口容易因极性反接而造成通信失效或接口损毁。由目前组网的情况来看，在大型组网布线时约有二至三成的通信失效原因都是因其有极性接口反接所致。在实际的组网布线时，总线型布线、串联型布线和星型布线一起混用组网很容易造成接口极性接错（如图1所示），从而造成通信失效。 图1：监控系统大型组网布线混接图。 从2010年开始，安防监控每年达到30%的高速成长。在中国，到2015年，安防监控的产业产值将高达5000亿人民币。其中。采用RS485作为总线通信的监控系统如果能够解决极性接口问题，将会节省可观的人力调试及系统维护成本。因此，使用无极性RS485通信芯片来完成无极性组网通信的重要性及迫切性与日俱增。 晶焱科技的无极性RS485通信芯片（AZRS5485）采标准SOP8封装，内置极性检测与判断电路。当内部电路判断完成后，即自我进行极性的校正动作。该动作全部在芯片内部完成，不用外接额外硬件或软件来达到无极性接口要求。AZRS5485的无极性功能可谓即插即用，不用专业的施工人员也可任意的接线。这极
大提高了组网效率。除此之外，AZRS5485还提供强大的系统级静电放电（ESD）防护能力。IEC 61000-4-2接触放电模式可高达±20kV,提升了RS485接口的可靠性。 有极性RS485通信网络接口反接的解决方法 硬件判断，人工修正：在RS485通信接口对地外接发光二极管（LED），然后人工判断极性连接是否正确。如果接错再由人工通过开关将极性调整回来。其缺点是需额外的LED、开关及专业的施工调试人员。 软件判断，自动修正：在软件通信前要多一段极性确认的程序。由主控端发送检测信号，从属端收到检测信号要发回握手信号做响应。若在设定时间内，主控端仍未收到从属端的响应信号，则主控端会判定从属端线路连接错误。主控端会发出控制信号改变从属端外部的电磁继电器开关，将接口连接线路做修正再进行检测动作。其缺点是需要额外的电磁继电器与软件极性确认的程序。 编码传输：将转输信号进行曼切斯特编码或差分曼切斯特编码后，即可实现无极性连接。其缺点是需在MCU 的UART与RS485芯片之间增加时钟芯片与编码及译码电路芯片。 AZRS5485无极性实现方法 AZRS5485具有内置极性检测与判断电路。它不用外接硬件来人工判断极性，也无需透过软件配合MCU做主从式架构的极性判断程序，更不用多余的芯片来完成复杂的信号编码与译码。只要芯片一上电或是RS485通信接口完成连接，内置的极性检测与判断电路就会自动进行检测与判断，然后会发送控制信号通知发射器与接收器告知接口极性是否连接正确。若是连接错误，AZRS5485可自动在内部进行极性的校正。它也省去了外部的开关与电磁继电器做极性切换的动作。如图2所示，施工者可以不用是专业人员，未受过训练的非专业人员也可以任意地进行接口信号的连接。该方法完全不用考虑极性的问题，不用任何额外多余的硬件、软件或编码，全部的检测、判断与校正动作都在AZRS5485芯片内自行完成。 图2：AZRS5485功能模块图与管脚图。 AZRS5485无极性RS485芯片特性 AZRS5485是一颗半双工、无极性的5V RS485通信芯片，内置极性检测与判断电路加上自我极性校正功能。
485通信中如何抗干扰 在各种现场中，485总线应用的非常的广泛，但是485总线比较容易出现故障，现在将485总线容易出现故障的情况并且可以排除这些故障的方法罗列如下： 1.由于485信号使用的是一对非平衡差分信号，意味485网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地，以减少数据线上的噪音，所以数据线最好由双绞线组成，并且在外面加上屏蔽层作为地线，将485网络中485设备连接起来，并且在一个点可靠接地。 2.在工业现场当中，现场情况非常复杂，各个节点之间存在很高的共模电压，485接口使用的是差分传输方式，有抗共模干扰能力，但是当共模电压大于+12V 或者小于-9V时，超过485接收器的极限接收电压。接收器就无法工作，甚至可能会烧毁芯片和一起设备。可以在485总线中使用深圳市富永通科技有限公司的485光隔离中继器，将485信号及电源完全隔离，从而消除共模电压的影响。 3.485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，如果485总线的传输距离如果超过100米，建议施工时在485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。相关接线方法可以参考网页:120欧姆电阻的接法. 4.485总线中485节点要尽量减少与主干之间的距离，一般建议485总线采用手牵手的总线拓扑结构。星型结构会产生反射信号，影响485通信质量。如果在施工过程中必须要求485节点离485总线主干的距离超过一定距离，使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器可以作出一个485总线的分叉。如果施工过程中要求使用星型拓扑结构，可以使用深圳市富永通科技有限公司的485 集线器可以解决这个问题。 5.影响485总线的负载能力的因素：通讯距离，线材的品质，波特率，转换器供电能力，485设备的防雷保护，485芯片的选择。如果485总线上的485设备比较多的话，建议使用带有电源的485转换器，无源型的485转换器由于时从串口窃电，供电能力不是很足，负载能力不够。选用好的线材，如有可能使用尽可能低的波特率，选择高负载能力的485芯片，都可以提高485总线的负载能力。485设备的防雷保护中的防雷管会吸收电压，导致485总线负载能力降低，去掉防雷保护可以提高485总线负载能力。如果在现场施工中，相关的因素不能改变，建议使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器或者485 集线器来提供485总线的负载能力。 485总线由于其布线简单，稳定可靠从而广泛的应用于视频监控，门禁对讲，楼宇报警等各个领域中，但是，在485总线布线过程中由于有很多不完全准确的
关于RS485干扰问题的探讨 一、前言 安防监控作为科技进步、国富民强的一个标志，已经为国人所广泛接受。视频监控正以每年数以百万监控点的速度迅猛增加。大多数人们都以有摄像监控点更为安全的心态，更愿意居住、出入“点”密集的地方。这就更增加了对于监控点数量的需求。由于安防市场的扩大速度远高于相应的技术人员的增加速度，另外对于施工规范的遵循程度和造价问题等等原因，导致安防施工后的各种干扰问题日渐突出。干扰问题又都出现于系统施工后的调试期，由于工期和造价方面的限制，经常使施工单位欲哭无泪、措手不及。为了避免这种局面的发生，为此本文通过进一步对干扰的分析，使技术人员了解其干扰本质。通过具体问题具体分析预防、解决现场干扰问题。 二、基础篇 RS485是一种多个用户共用一条线缆；一用户发送数据，其他用户同时接收；适合于普通线缆远距离传输的通讯系统。其硬件接口采用的差分传输方式，对于9600BPS的数据，理论上可以传输1200米。在安防监控和智能建筑方面得到了广泛的应用。 差分方式传输，可以有效的抑制共模干扰信号，在传输过程中通常使用双绞线电缆做长距离传输。重理论上两条线已经足够，而在实际应用中，60%的问题是来自于两线传输。 这是因为RS485通讯系统的硬件接口使用的接口芯片的功能所限制。SN75176是典型的RS485接口芯片。其它接口芯片与之相比，仅是带负载能力、抗高电压冲击方面的指标略高。功能原理相同。以该芯片为例，分析一下实际应用中的RS485通讯系统的特点。 首先SN75176是一款半双工差分输入/输出芯片。它在同一组接口上，即可以作为输出，也可以作为输入。当作为输出时，它通过差分口A、B之间反方向电平（A为高电平时，B一定为低电平；A为低电平时，B一定为高电平），将信息传达出去。作为输入，他将输出口完全关闭，对外想当一个12K欧姆电阻。然而作为对外接口，它通过硬件（二极管箝位），设定了差分工作的工作范围（-0.5伏至5.5伏）。也就是说如果外输入的信号对该芯片地的瞬间直流电压超出以上范围时，差分输入失效。传输的数据产生错误。 三、RS485干扰的分析 1、什么是干扰 总所周知，所谓干扰就是在所传原始信号的基础上，叠加了其他非希望传输的信号。 在现实表现中就是无法鉴别或者无法准确稳定的识别（原始）有用信号。一般说来，在我们传输信号过程中都会产生干扰，进到数毫米(设备内)至遥远太空的数以千万公里。干扰信号都无时不在的存在着，正向人体中细菌、病毒无时不在一样。那什么时候才会使人感到不适？什么时候才会生病？使我们无法正常做事。 同理同义，我们传统做工程项目中所认为信号干扰的时候，正是在接收设备无法识别或超过系统的可靠、稳定识别指标的时候。哪么如果我们保证干扰信号永远低于一定值，使之不会影响到原始信号传输时，就达到了我们的目的。 2、干扰的种类 RS485信号以长距离、多用户、抗（共模）干扰著称。但在现实情况下，尤其是在安防、智能建筑施工环境下情况截然不同。许多人都遇到过RS485线路干扰问题，当然最直观的解释就是没有按照施工规范来做。但是一但按照繁复施工规范来做，对于目前国情和行业现状（造价与专业技术人员素质）来讲，都是比较有挑战的。RS485信号通常会遇到干扰，如果按照干扰出现的频繁度来排队的话大致应该分为四种（笔者观点，可能具有
在工业现场，许多用户都被以下问题困扰过：当PLC与变频器或变频器与变频器之间采用RS485方式进行通信时，经常容易产生通信中断、误码、死机甚至 RS485接口被烧坏等故障，而且联网的变频器越多，这种现象越容易发生！由于变频器本身的特点决定了变频器会产生诸多干扰，对于RS485通信口而言，由于各个变频器和PLC使用不同的电源，或本身电路结构的不同使得各个RS485通信口的地电位相差很大，势必造成传送数据时信号失真较为严重，使得通信出错，当共模电压超过-7V或+12V时则会损坏RS485接口！ 将每个RS485通信口进行隔离是解决问题的最好办法，即需在每台变频器和PLC的RS485通信口上加装RS485到RS485的隔离器，为了保证加装了隔离器后仍然使用原来的软件，隔离器必须是无延时的、波特率自动适应的数据完全透明传输装置。德阳四星电子的BH-485G隔离器正是为解决以上问题而研制的。 BH-485G隔离器是真正具有数据流向自动切换、数据完全透明传输、无延时的隔离器，波特率为0～250Kbps自适应，供电电源具有5VDC或24VDC两种方式任选（一般变频器上均有24VDC电源输出端子），而且BH-485G具有二对RS485接线端子，避免了会使波形畸变的总线分支问题，接线非常方便。 BH-485G外形为标准导轨安装，带有数据收发指示灯。 加装了BH-485G隔离器后的变频器和PLC组成的RS485通信网络如下图所示：
须将总线二端的BH-485G上的终端电阻设置开关K拨到“R”（接入120欧终端电阻），其它位置的开关拨到“OFF”（不接终端电阻）。 如通信距离超过2公里（9600bps时），可在总线中增加RS485中继器（型号：E485GA）或使用CAN-485G超远程隔离驱动器。 BH-485G的详细资料请看网站上的使用说明书。 以上方案已在工程中大量采用，实践证明十分稳定可靠，已解决了RS485通信中的干扰、死机和烧口问题。
485通讯问题解决办法 1。485总线应采用什么样的通讯线 必须采用国际上通行的屏蔽双绞线。我们推荐用的屏蔽双绞线的型号为RVSP2*0.5（二芯屏蔽双绞线，每芯由16股的0.2mm的导线组成）。采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。 工程商大都习惯采用5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。这是因为： (1)普通网线没有屏蔽层，不能防止共模干扰。 （2）网线只有0.2mm平方，线径太细，会导致传输距离降低和可挂接的设备减少。 （3）网络线为单股的铜线，相比多芯线而言容易断裂。 2。为什么要接地 485收发器在规定的共模电压-7V至+12V之间时，才能正常工作。如果超出此范围会影响通讯，严重的会损坏通讯接口。共模干扰会增大上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是将485通讯线的屏蔽层用作地线，将机具、电脑等网络中的设备地连接在一起，并由一点可靠地接入大地。 4。485通信线应如何走线？ 通信线尽量远离高压电线，不要与电源线并行，更不能捆扎在一起。 5。为什么485总线要采用手拉手结构，而不能采用星形结构？ 星形结构会产生反射信号，从而影响到485通信。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短，一般不要超出5米。分支线如果没有接终端，会有反射信号，对通讯产生较强的干扰，应将其去掉。 。485总线上设备到设备之间可以有接点吗？ 在同一个网络系统中，使用同一种电缆，尽量减少线路中的接点。接点处确保焊接良好，包扎紧密，
避免松动和氧化。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线。 7。什么叫共模干扰和差模干扰？如何消除通讯线上的干扰？ 485通信线由两根双绞的线组成，它是通过两根通信线之间的电压差的方式来传递信号，因此称之为差分电压传输。 差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线； 共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。消除共模干扰的方法包括： （1）采用屏蔽双绞线并有效接地 （2）强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽 （3）布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线 （4）不要和电控锁共用同一个电源 （5）采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV) 8。什么情况下在485总线上要增加终端电阻？ 一般情况下不需要增加终端电阻，只有在485通信距离超过100米的情况下，要在485通讯的开始端和结束端增加终端电阻。 9。如何延长485的通讯距离 485网络的规范之一是1.2公里长度，32个节点数。如果超出了这个限制，那么必须采用深圳市天地华杰科技有限公司生产的485中继器（TD-109）或485集线器(TD-1204)来拓展网络距离或节点数。 利用485中继器或485集线器，可以将一个大型485网络分隔成若干个网段。485中继器或485集线器就如同485网段之间连接的"桥梁"。当然每个网段还是遵循上面的485规范，即1.2公里长度，32个节点数。 利用485中继器延长网络距离图示： 利用485中继器解决485分叉问题，如图所示：
隔离器RS485总线通讯系统干扰问题以及解决方式 一、关于485总线的几个概念: 1、485总线的通讯距离可以达到1200米。 根据485总线结构理论，在理想环境的前提下，485总线传输距离可以达到1200米。其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600，只负载一台485设备，才能使得通讯距离达到1200米，所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。如果负载485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。 2、485总线可以带128台设备进行通讯。 其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的，要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断，只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。一般485芯片负载能力有三个级别――32台、128台和256台。。此外理论上的标称往往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量。 3、485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构 这种概念是错误的。485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。。其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。485总线虽然简单，但也必须严格按照安装施工规范进行布线。 二、必须严格按照施工规范施工 在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工，特别应注意下面几点。 1、485+和485－数据线一定要互为双绞。 2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试，双绞是因为485通讯采用差模通讯原理，双绞的抗干扰性较好。不采用双绞线是错误的。 3、485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接。 4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好。有很多地方表面上有三角插座，其实根本没有接地，接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。静电累积时可以配合设备的防雷设计较好地释放能量，保护485总线设备和相关芯片不受伤害。 5、为避免强电对其干扰，485总线应避免和强电走在一起。 三、推荐几种调试方法: 在调试前首先要确保设备接线正确，且施工合乎规范。可以根据遇到的问题采用下面几种调试方法。 1、共地法: 用1条线或者屏蔽线将所有485设备的GND地连接起来，这样可以避免所有设备之间存在影响通讯的电势差。