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DeviceNet现场总线技术摘要DeviceNet现场总线具有一系列独特的优点，现已成为IEC标准和欧洲标准。
本文介绍了其技术特点及通信连接、通信模式、设备描述等基本技术问题。
关键词DeviceNet 现场总线通信模式设备描述Technology of DeviceNetTong Weiming, et alHarbin Institute of Technology Rockwell Automation Laboratory, Harbin 150001 Abstract DeviceNet has many unique virtues. It has been adopted as a European Standard and an International Standard by the International Electrotechnical Commission (IEC). This Article presents the key technology of DeviceNet, such as connection, communication model and device profile. Keywords DeviceNet fieldbus, communication model device profile1 引言现场总线技术是当今3C技术，即计算机（Computer）、通信（Communication）、控制（Control）技术发展汇聚成的结合点。
它是当今自动化领域技术发展的热点之一，受到了国内外工业自动化设备制造商及用户的广泛关注。
它的出现将对传统的工业自动化带来革命，从而开创工业自动化的新纪元。
现场总线技术发展很快，在世界范围内，目前正在应用的现场总线已达数十种之多。
其中， DeviceNet具有开放、低成本、高效率与高可靠性等独特的优点，现已成为国际标准(IEC62026低压开关设备与控制设备：控制器与电器设备接口)和欧洲标准（EN50325和EN50295），特别适合于制造业、工业控制和电力系统等应用。
场总线的两种有代表性的定义。
(l)ISA SP50中对现场总线的定义。
现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备(即车间级设备)之间的联系。
这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。
(2)根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。
现场总线的本质含义表现在以下6个方面：a)现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通讯网路。
b)现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。
c)互操作性：现场设备或现场仪表种类繁多，没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备，所以，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。
用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力，而希望选用各制造商性能价格比最优的产品，并将其集成在一起，实现“即接即用；用户希望对不同品牌的现场设备统一组态，构成他所需要的控制回路。
这些就是现场总线设备互操作性的含义。
现场设备互连是基本的要求，只有实现互操作性，用户才能自由地集成FCS。
d)分散功能块：FCS废弃了DCS的输入／输出单元和控制站,把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。
例如，流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累加输入模块，而且有PID控制和运算功能块。
调节阀的基本功能是信号驱动和执行，还内含输出特性补偿模块，也可以有PlD控制和运算模块，甚至有阀门特性自检验和自诊断功能。
由于功能块分散在多台现场仪表中，并可统一组态，供用户灵活选用各种功能块，构成所需的控制系统，实现彻底的分散控制。
基于DeviceNet的现场总线设备互操作性研究一、现场总线技术概述现场总线技术是一种应用于工业自动化领域的通信技术，它允许不同的设备通过一个共享的通信网络进行数据交换和控制。
这种技术的发展极大地提高了工业自动化系统的灵活性和效率。
现场总线技术的核心在于其能够实现设备间的互操作性，即不同制造商生产的设备能够在同一网络中无缝协作。
1.1 现场总线技术的核心特性现场总线技术的核心特性包括实时性、可靠性、分布式控制和互操作性。
实时性保证了控制系统能够快速响应外部变化；可靠性确保了系统在各种环境下都能稳定运行；分布式控制允许系统在多个节点上进行数据处理和决策；互操作性则意味着不同设备和系统能够相互理解和协作。
1.2 现场总线技术的应用场景现场总线技术广泛应用于制造业、石油化工、电力系统、交通运输等多个领域。
在这些场景中，现场总线技术能够实现设备的远程监控、数据采集、故障诊断和过程控制等功能。
二、DeviceNet现场总线技术DeviceNet是一种基于控制局域网（CAN）的现场总线标准，由Allen-Bradley公司开发。
它专为工业环境设计，能够满足工业自动化对高可靠性和实时性的需求。
2.1 DeviceNet技术的特点DeviceNet技术具有以下特点：使用双绞线作为传输介质，具有很好的抗干扰能力；采用CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）机制，能够有效避免数据传输冲突；支持多种设备类型，包括传感器、执行器、控制器等。
2.2 DeviceNet网络结构DeviceNet网络通常由一个主节点和多个从节点组成。
主节点负责网络的管理和数据的调度，从节点则负责执行具体的任务。
网络中的每个节点都具有唯一的地址，以确保数据能够准确地传输到目标设备。
2.3 DeviceNet通信协议DeviceNet通信协议定义了数据包的格式和传输规则。
它包括物理层、数据链路层和应用层。
物理层负责信号的传输；数据链路层负责数据的封装和错误检测；应用层则定义了设备之间的通信协议和数据交换格式。
DeviceNet简介(2)附件:3. 现场总线系统的技术特点现场总线系统在技术上具有以下特点：系统的开放性开放是指对相关标准的一致性、公开性，强调对标准的共识与遵从。
一个开放系统，是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其它设备或系统连接。
通讯协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换。
现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。
用户可按自己的需要和考虑，把来自不同供货商的产品组成大小随意的系统。
通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。
互可操作性与互用性互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，而互用则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。
现场设备的智能化与功能自治性它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。
系统结构的高度分散性现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构。
从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。
对现场环境的适应性工作在生产现场前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通讯，并可满足本质安全防爆要求等。
一对Ｎ结构一对传输线，Ｎ台仪表，双向传输多个信号。
这种一对Ｎ结构使得接线简单、工程周期短、安装费用低、维护方便。
如果增加现场仪表或现场设备，只需并行挂到电缆上，无需架设新的电缆。
可控状态操作员在控制室即可以了解现场设备或现场仪表的工作状况，也能对其进行参数调整，还可以预测和寻找事故，始终处于操作员的远程监视与可控状态，提高系统的可靠性、可控性和可维护性。
互换性用户可以自由选择不同制造商所提供的性能价格比最优的现场设备或现场仪表，并将不同品牌的仪表进行互换。
即使某台仪表发生故障，换上其它品牌的同类仪表，系统仍能照常工作，实现即接即用。
DeviceNet-Modbus现场总线协议模块开发现场总线是工业自动化领域中常用的通信方式，它能够实现控制系统中各个设备之间的数据交换和通信。
DeviceNet和Modbus是两种常见的现场总线协议，它们在不同的工业场景中具有广泛的应用。
本文将介绍DeviceNet-Modbus现场总线协议模块的开发过程和关键技术。
DeviceNet是由Rockwell Automation公司推出的一种现场总线协议，它主要用于工业自动化领域中的设备连接和通信。
DeviceNet采用了主从式的通信方式，其中主站负责控制和管理整个网络，从站负责执行主站的指令并返回数据。
DeviceNet使用CAN（Controller Area Network）总线作为物理介质，支持多种数据传输速率，从而满足不同场景下的通信需求。
Modbus是一种通用的现场总线协议，它广泛应用于工业自动化和过程控制领域。
Modbus协议简单易懂、易于实现，可以在不同的硬件平台和操作系统上运行。
Modbus采用了主从式的通信方式，主站负责发送指令和接收数据，从站负责执行指令并返回数据。
Modbus可以通过不同的物理介质进行通信，如串口、以太网等。
DeviceNet和Modbus在不同的工业场景中具有广泛的应用，但它们的通信方式和协议规范有一定的差异。
为了实现DeviceNet和Modbus之间的互联互通，需要开发一个支持两种协议的现场总线协议模块。
该模块需要实现DeviceNet和Modbus协议的解析和封装功能，使得设备可以通过DeviceNet总线与Modbus设备进行通信。
在开发DeviceNet-Modbus现场总线协议模块时，需要考虑以下几个关键技术：1. 协议解析与封装：模块需要能够解析DeviceNet和Modbus 协议的数据帧，并根据协议规范封装成对应的数据帧进行传输。
2. 主从站功能：模块需要具备主站和从站的功能，能够作为主站向从站发送指令并接收返回的数据，也能够作为从站执行主站的指令并返回数据。
DeviceNet 现场总线协议讲解Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国 Rockwell 公司在 CAN 基础 上推出的一种低成本的通信链接， 是一种低端网络系统。
它将基 本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。
DeviceNet 是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部 件间的可互换性的同量， 减少了配线和安装工业自动化设备的成 本和时间。
DeviceNet 的直接互连性不仅改善了设备间的通信， 而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能。
现场总线系统的结构和技术特点 1. 现场总线的历史和发展 现场总线是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的。
随着 微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降， 计算机与 计算机网络系统得到迅速发展， 而处于生产过程底层的测控自动 化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控 制， 或采用自封闭式的集散系统， 难以实现设备之间以及系统与 外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。
要实现整 个企业的信息集成， 要实施综合自动化， 就必须设计出一种能在 工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工 厂底层网络， 完成现场自动化设备之间的多点数字通讯， 实现底1 / 26层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。
现场总线就是 在这种实际需求的驱动下应运产生的。
它作为过程自动化、 制造 自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络， 沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络 之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。
由于标准实质上并未统一， 所以对现场总线的定义也是各有 各的定义。
下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。
(l) ISA SP50 中对现场总线的定义。
现场总线是一种串行的 数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即 场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设 备(即车间级设备)之间的联系。
DeviceNet总线的现场应用及分析0 引言计算机控制技术迅速发展，特别是现场总线已经渗透到自动控制的各个领域，现场总线必将成为自动控制领域主要的发展方向之一。
作为一种国际化通用的标准，广泛应用于汽车制造、冶金、化工、石油、电力纺织等领域。
1 DeviceNet总线简介Devienet现场总线是由罗克韦尔自动化公司推出的一种开放、低价、可靠、高效的设备层工业控制网络。
它是安装在生产过程区域中现场设备与自动控制系统之间的一种串行、数字式、多点、双向通讯的数据链路，沟通了生产过程领域的现场级设备之间以及更高层次自动控制领域的车间级设备之间的联系。
现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互联通信网络，具有协议简单开放、容错能力强、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点，在汽车涂装车间广泛使用。
2 现场使用郑州海马汽车生产基地涂装车间广泛采用Devienet现场总线，来实现对生产过程的控制，尤其是涂装车间的滑撬输送系统。
此控制系统的自动化程度高、现场检测信号多、逻辑关系复杂，各区域工艺设备和滚床输送线上有大量的联锁、互锁信号。
根据滑撬输送系统的工艺设计要求，此系统分为7个区域，每个区域通过2条DeviceNet现场总线构建整个系统的控制网络，连接生产现场的IP67分布式I/O模块、1734从站和所有的变频传动装置等，使得滑撬输送线控制稳定可靠，在控制性能方面具有极强的实时响应性和灵活性，易于维护和扩展。
输送线电控系统采用ControlLogix5000型PLC控制器，控制器通过以太网网络连接到中央控制室进行工位监控，而PLC控制器与现场设备之间的连接则全部通过DeviceNet网络来实现。
每台PLC控制器上配置了2个DeviceNet网络接口模块（1756-DNB），从而将整个控制系统分成14条DeviceNet网络，连接着生产现场不同的工艺段，将各区域的TURCK IP67分布式I/O模块和1734从站以及控制设备电机的SEW变频器、Mitsubishi FR―A700柜装变频器等连接到网络上，实现了对现场各区域的滚床、积放链、电动移行机、滑撬升降机等机械输送设备的精确控制。
devicenet接线标准
DeviceNet是一种低成本的通讯总线链接，具有开放现场网络标准，规范和协议都是开放的。
它使用五芯线缆，拨开线缆，可以看到五中标准颜色线缆：红色，黑色，蓝色，白色。
DeviceNet协议是以TCP/IP协议为基础的开放架构的现场总线标准，其中包括网络层的设备连接、传感器连接及电缆组件连接。
DeviceNet总线连接器中包含：粗缆连接器、细缆连接器、T型分支接头、多接口分线盒等。
DeviceNet具有多种拓扑结构，如T型、菊花链型等，而且其通讯距离相对带宽比较低，一般在500米以内。
同时，它还具有多电源的冗余供电功能，可以通过网络中间的按钮实现组态。
DeviceNet现场总线概述DeviceNet 现场总线是世界一流的自动化控制和信息解决方案供应商——美国罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）公司推出的最优秀的工业控制网络技术——NetLinx 的底层网络。
DeviceNet 具有开放、低价、可靠、高效的优点，特别适合于高实时性要求的工业现场的底层控制。
设备网（DeviceNet）是由Allen-Bradley 公司设计的一种基于CAN 技术的低成本、高性能的现场总线网络。
它采用现场总线技术将诸如可编程控制器、传感器、光电开关、操作员终端、电动机、轴承座、变频器和软启动器等现场智能设备连接起来，是分布式控制系统减少现场I/O 接口和布线数量，将控制功能下载到现场设各的理想解决方案。
设备网目前由致力于支持设各网产品和设备网规范的非盈利性组织ODVA 进一步开发。
除了ODVA 以外，Rock－well、GE、ABB、Hitachi 和Omron 等跨国集团也致力于DeviceNet 的推广。
DeviceNet 进入我国虽然比较晚，但因其突出的优点而受到了我国有关部门和单位的高度重视。
2002 年1O 月8 日，DeviceNet 被批准为中国国家标准GB/T18858，3－2002，并于2003 年4 月1 日开始实施，从而进一步推动了DeviceNet 现场总线技术在我国的推广与应用。
DeviceNet 也是一种串行通信链接，可以减少昂贵的硬接线。
DeviceNet 所提供的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能。
最大接点数64 个。
波特率125kb/s、250kb/s、500kb/s。
通信距离可。
devicenet通讯线标准规格DeviceNet通讯线是一种用于工业自动化领域的现场总线网络。
它是以CAN（Controller Area Network）总线为基础的一种通信协议，由美国罗斯先进系统公司（Rockwell Automation）开发。
DeviceNet通讯线具有高效、可靠、实时性强以及易于安装和维护等特点，因此被广泛应用在各种工业自动化设备的控制和通信中。
一、DeviceNet通讯线的标准规格DeviceNet通讯线的标准规格主要包括物理接口、传输速率、电气特性和连接器等方面。
下面将一步一步详细回答有关这些规格的问题，以帮助读者了解DeviceNet通讯线的标准规格。
1. 物理接口：DeviceNet通讯线采用RJ-45接口，即常见的网络电缆的接口。
这种接口方便使用者安装和连接通讯线，同时也保证了连接的稳定性和可靠性。
2. 传输速率：DeviceNet通讯线的传输速率通常为125kbps，这种速率足以满足大多数工业自动化设备的通信需求。
不过，DeviceNet也支持更高的传输速率，比如500kbps和2Mbps，但这些速率一般用于需要更高传输速度的特殊应用。
3. 电气特性：DeviceNet通讯线采用双绞线作为传输介质，其中包括两对绞线。
这种设计可以有效减小信号干扰，并提高通信的可靠性。
每一对绞线中，一根线称为CAN_H（高）线，另一根线称为CAN_L （低）线。
两对绞线分别用于发送数据和接收数据。
另外，DeviceNet通讯线还要求最大长度不超过500米，同时需要在每个节点间加入终端电阻来保证信号的正确传输。
4. 连接器：DeviceNet通讯线的连接器采用了具有防水和防尘特性的Micro-style连接器。
这种连接器能够确保连接的牢固性和稳定性，并且适用于各种工业环境中的使用。
连接器的类型包括直插式连接器和转接盒式连接器，用户可以根据实际需求选择适合的连接器类型。
总结：DeviceNet通讯线是一种用于工业自动化设备控制和通信的现场总线网络。
Devicenet现场总线的普及知识终端电阻在通信中的作用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，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
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。
消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。
由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。
引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。
这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法DeviceNet 网络的使用体会。
（１）DeviceNet现场总线可以节省大量费用。
从安装阶段来看，只通过一根通讯缆，就实现了对整个网上各站点供电及通讯，相对于点对点的控制方式，节省大量的电缆,桥架等。
不但缩短了安装时间，而且降低了安装费用。
从控制上来看：利用网络通讯及“软”Ｉ／Ｏ方式，也节约了I/O模块和大笔资金。
如对变频器工作站，启动/停止，加速/减速等命令；电压、电流、温度等参数，都可从DeviceNet网络通讯实现，节约了I/O模块，尤其是模拟I/O模块，费用相当昂贵。
（２）设备故障率大大降低，且诊断方便，排除迅速。
DeviceNet由于仅用一条通讯电缆控制整个设备网络，使设备故障率大大降低；各站点通讯端子支持带电热插拔，若某一站点出现问题及故障排除，不影响网上其他站点正常工作。
采用数据通讯方式来控制各站，不但极大减少了传统点对点方式的电缆数量，也使故障环节大大减少，系统稳定性进一步提高。
通过设备网使MCC的集中控制的形式十分有效，极大方便了设备故障的诊断。
例如对变频器的控制，由于采用MCC及网络控制方式，一百余台变频器仅有五种典型控制电路，便于记忆及故障查找。
当某台变频器发生故障时，不但可以从总控室看到报警信息，还可以从网络扫描器或变频器的人机界面上获得报警信息，方便快捷。
（３）系统监控更加方便、智能化。
通过RSview监控界面方式，中控室可以随时访问和控制设备网上的一些站点,根据需要调整控制参数又;可以监控网上设备的工作状态，例如电机电流、温度等参数，以确保各设备正常工作。
DeviceNet网络的维护及故障处理体会：（1）通讯干扰问题我厂运转调试阶段曾经发生过某些站点的状态显示（控制室RSview人机界面）与其实际工作状态有时不相一致或控制命令执行不严格现象。
经诊断及分析, 我们主要采取了以下措施。
1）. 检查并紧固各终端电阻，防止信号反射。
终端电阻是用来防止（降低）通讯信号反射。
为检查终端电阻工作是否正常，可以在断电（只有在预防性维护或系统故障时才可以）的情况下，测量网上任何两个CAN-H（蓝色线）与 CAN-L（白色线）端子之间的电阻应在60Ω-70Ω左右即可（因我厂用的是菊花链结构）。
2）.可靠连接DeviceNet网络的接地导线，消除外界噪音干扰。
为防止环流，信号电缆的屏蔽线仅能在一端接地。
接地点最好从最接近网络的物理中心站点处引出，以达到最佳效果，最大限度的消除噪音干扰.我厂的接地线是从PLC机架的扫描器站点引出的.接地方法为：将Ｖ－与Shield及Drain与PE可靠连接通过1），2）以上两种方法及定期PM检查就可确保网络通讯系统工作良好可靠。
此外，为确保通讯可靠，网络布线时应注意以下情况：1）．为了避免通讯电缆受动力电缆干扰，通讯缆应单独布线。
若通讯缆与动力缆共用线槽时，通讯缆应穿金属屏蔽管布线。
2）．站点之间相距较远或网络总距离较大时，应使用粗芯通讯电缆。
（2）若某一站点的设备发生故障，而库存又没有同型号的备件更换，可能会造成麻烦。
若设备某站点发生故障，库存有同型号的备件，换上同型号的备件后，该站即可正常工作。
若换上不同型号的备件，则该网络扫描器检测到的该物理站点（EDS）与扫描列表(Scan list)不一致.扫描器就会有报警, 该站也无法正常工作。
这时，你不得不重新组态一下扫描列表再下装到扫描器，此站才能正常工作，这是一个应该注意的问题。
DeviceNet网络调试现场的所有传感器，执行器都连接在DeviceNet上，DeviceNet硬件连接是否正确，关系到整个控制系统能否正常工作。
DeviceNet硬件连接有以下几点需要特别注意：(1)DeviceNet每个通道最多能连接64个站，每个站点地址不能重复，波特率为125k时，通讯距离最长为500米。
(2)DeviceNet网络首末两端需安装终端电阻。
(3)DeviceNet通讯电缆有五芯导线组成。
无色为屏蔽地，红色为 24VDC，黑色为0VDC，蓝色为CANH，白色为CANH。
五芯导线连接要牢国，正确。
(4)DeviceNet有且只能有一点接地。
提高多机数据采集系统的通信可靠性随着微控制器在数据采集系统应用的不断深入，单独一个采集器已远远达不到实际要求，越来越多的系统要求多个采集器在不同地理位置同时采集多个数据，然后由一个主处理器进行集中处理。
在多机系统中，一个作为主机，其他并行进行数据采集的所有处理机作为从机。
主机主要负责接收从机采集的数据，按照一定策略对从机进行参数设定，然后对从机采集的数据进行处理、存储、打印、显示或传输等。
各从机主要进行数据的采集并将采集的数据准确有效地传送给主机。
主机与从机之间数据通信的可靠性，将直接影响着整个系统的可靠性，因此研究多机系统的通信可靠性具有现实意义。
民用产品应具备最高性价比，也就是说，在保证性能满足要求的前题下，以最低成本构造实用系统。
在设计并行多机数据采集系统时，通信方式的选择决定系统的成本。
由于EIARS－485采用平衡发送和差分接收方式实现通信，抗共模干扰能力极强，接收灵敏度也很高。
本文以远程多机抄表系统为例，从几个方面讨论如何提高基于廉价的半双工RS－485多机系统通信可靠性问题。
1 多机数据采集系统的构成多机数据采集系统由一个主机和多个数据采集器（分机）构成。
各采集器以微控制器为核心构成采集单元，负责信息的采集、故障的检测（包括断线和短路检测）等，通过RS－485总线与主机连接，将采集的数据传送到主机，主机负责信息处理。
主机与各采集器的连接方式如图1所示。
多机数据采集系统的连接以EIA RS－485总线标准构成的总线型拓扑网络结构为基础。
EIARS－485是继RS－232，RS－422等串行总线标准之后极为优秀的总线标准之一，其总线主要靠差分方式传送数据，传输媒质采用双绞线，最大共模电压＋12 V，最小共模电压－7 V，差分输入电压范围－7～＋12 V，接收器输入灵敏度±200 mV，接收器输入阻抗大于12 kΩ，要用于远距离数据传输。
典型的半双工RS－485结构如图2所示，半双工485芯片除了电源外有两个控制端和DE，TTL（CMOS）数据接收端RO和发送端DI，以及一对RS－485信号端A和B（A，B对应差分信号＋、－端）。
当且DE＝0时，485芯片处于数据接收状态，此时信号通过传输线差分信号到达A端和B端，经转换后变成TTL（CMOS）信号到达RO端；当=1且DE=1时，485芯片处于数据发送状态，使TTL（CMOS）信号经驱动器平衡后变成差分信号送A端和B端；当且DE＝0时，R和D全部关闭处于高阻状态；当＝0且DE＝1时，R和D同时打开，这对半双工接口是不允许的。
发送时，当DI＝1时，内部驱动电路使A线的电压比B线高（发送逻辑1）；当DI＝0时，内部驱动电路使A线的电压比B线低（发送逻辑0）。
接收时，如果A线电压高于B 线至少200 mV，则接收电路使RO为高电平（接收到逻辑1）；如果A线电压低于B线至少200 mV，则接收电路使RO为低电平（接收到逻辑0）。
2 提高通信可靠性的硬件措施2．1 网络拓扑的正确连接网络连接方式有多种形式，而RS－485网络拓扑一般采用总线型拓扑结构。
如果连接方法不当，会随着通信距离的延长或通信速率的提高，信号在各支路末端反射后与原信号叠加，造成信号质量下降。
此外，错误的连接方法会使总线特性阻抗的连续性受到破坏，在阻抗不连续点也会发生信号的反射。
对远程抄表系统进行实际布线后，试运行系统就发现过此类问题，有时电缆走向不好，会出现通信异常。
实验表明，正确的连接方法是用单一且连续的总线将各个节点串接起来，如图3（a）所示的三种连接中，均为总线型的串接方式，且所有相邻结点（圆圈标注）之间均具有圆滑过渡，没有突变，因此大大减少了不连续的反射。
而图3（b）所示的三种连接中的前两种为星型连接且有突变，后一种尽管为总线型，但节点与总线连接有突变极易产生反射，因此为错误连接方式。
2．2 总线终端阻抗的匹配总线终端匹配的目的是减少总线反射引起的干扰以增加可靠性。
当总线终端电阻等于特性阻抗（匹配）时，线路上没有任何反射，在不同电缆延时时间其终端电压等于发送端电压；在总线终端电阻小于特性阻抗情况下，电流到达末端时，部分初始电压在通过终端电阻时下降，剩下的部分反射回去，这样驱动器（485发送端）每反射部分电压，接收器的电压就上升一次，直到达到最终值。
如果终端短路，当电流到达末端时没有负载，也就没有电压，所有电压将全部反射回到驱动器，这样，电场崩溃，磁场增加，引入了电流，极大干扰了数据的传送；当总线终端电阻大于特性阻抗时，部分初始电流在终端电阻中流动，剩余部分电流被反射回到驱动器，驱动器将该部分电流再次反射到接收端，这样就削弱了终端电压，反射电流会来回反射多次，幅度越来越小，最后电流才稳定到一个最终值，影响了数据的稳定。
如果接收器得到了减少的电压，则它的输入可能下降到低于485标准规定的阀值200 mV，使接收端接收到错误的数据。
如果接收器得到一个较高的电压，485接口输入端的晶体管可能饱和，降低了对信号的反应速度。
在极端情况下，不匹配将导致很大反射甚至毁坏485芯片。
也就是说，如果终端阻抗与特性阻抗不匹配，将会严重干扰传输的数据。
由上可知，为了数据通信的可靠，在网络两个极端位置的A、B两端各接一个与传输线匹配相当的电阻，如图1中所示的RT。
典型双绞线的特性阻抗约120Ω，匹配电阻也应选择120Ω。
2．3 接口引出线的正确连接RS－485总线上的每个收发器通过一段引出线接入总线，引出线过长时由于信号在引出线中的反射，也会影响总线上的信号质量，系统所能允许的引出线长度和信号的转换时间、数据速率有关。
用经验公式可以来估算引出线的最大长度：Lmax＝其中tDR，tDF分别表示驱动器的上升时间（DI 数据端从10％到90％）和下降时间（DI数据端从90％到10％）。
