RS485故障与解决办法
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RS485总线信号常见故障排查与处理方法
在通常的RS485总线通信中485中继器、485变换器、485集线器的应用过程普遍面临很多问题,比如:无法通信,没有反应;可以上传数据,但不能下载;通信时,系统提示会受到干扰;或者不通信时,通信灯也继续闪烁。
;有时不能通信,有时不能通信,等等故障。
故障检测与排查:
1.共地法-通过一条线或屏蔽线连接所有RS485设备的gnd,使所有设备之间不存在影响通信的电位差。
2.终端电阻法-在最后RS485设备的485+和485-上连接120欧姆的终端电阻来改善通信质量。
3.中间阶段切断法-从其中断断续续地检查设备负荷过多、通信距离过长、某设备的损害对整个通信线路的影响等原因。
4.单独引线法-单独简单地暂时把一条线拉到设备上,可以排除布线是否引起了通信故障。
5.变换器法的交换-可以随身携带一些变换器,排除变换器的质量问题是否影响了通信质量。
6.笔记本调试法-首先保证自己随身携带的电脑笔记本是通信正常的设备,更换客户的电脑进行通信。
如果可能的话,客户电脑的串行端口可能会受损或受伤。
为了减少485放大器通信故障引起的故障,请参考以下几个建议。
485放大器的故障诊断
1.数据通信失败
●验证RS485/422输入布线是否正确
●确认RS485/422输出接线正确
●检查供电是否正常。
●确认配线端子已正常连接。
●观察接收指示灯时是否闪烁。
●检查发送指示灯发送时是否闪烁。
2.数据丢失或错误
●检查数据通信设备两端的数据速率、格式是否一致。
RS485常见的故障与解决方法一、如何预防故障的发生呢?为减少通信故障提出下面几条建议。
1、建议用户使用和购买厂家提供的485转换器或者厂家指定推荐品牌的485转换器。
2、厂家会对与其配套的485转换器做大量的测试工作,并且会要求485转换器生产厂家按照其固定的性能参数进行生产和品质检测,所以它与门禁设备具备较好的兼容性。
千万不要贪图便宜购买杂牌厂家的485转换器。
3、严格按照485总线的施工规范进行施工,杜绝任何侥幸心理。
4、对线路较长、负载较多的485总线工程采用科学的、有预留的解决方案。
5、如果通讯距离过长,如超500米,建议采用中继器或485HUB来解决。
6、如果负载数过多,如一条总线上超过30台,建议采用485HUB来解决问题。
7、现场调试带齐调试设备。
现场调试一定要随身携带几个可以接长距离和多负载的转换器、一台常用的电脑笔记本、测试通路断路的万用表,几个120欧姆的终端电阻。
二、采用485总线结构常见的几种通讯故障有下面几种?1、通讯不上,无反应。
2、可以上传数据,但不可以下载数据。
3、通讯时系统提示受到干扰,或者不通讯时通讯指示灯也不停地闪烁。
4、有时能通讯上,有时通讯不上,有的指令可以通,有的指令不可以通。
三、出现故障了有哪些调试方法呢?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。
2、终端电阻法:在最后一台485设备的485+和485-上并接120欧姆的终端电阻来改善通讯质量。
3、中间分段断开法:通过从中间断开来检查是否设备负载过多、通讯距离过长、某台设备对整个通讯线路的影响等。
4、单独拉线法:单独简易拉一条线到设备,这样可以用来排除是否是布线引起了通讯故障。
5、更换转换器法:随身携带几个转换器,这样可以排除是否是转换器质量问题影响了通讯质量。
提高RS485总线可靠性的几种方法及常见故障处理提高RS485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*性至关重要、1、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、位于总线两端的差分端口V A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、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、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V A、VB与总线之间应加以隔离、通常在V A、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、2、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*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*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、3、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*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、4、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。
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。
1 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1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。
常见的RS485⽹络故障和处理⽅法讲全了,下次别再傻傻问⽼电⼯了RS485是⼀种低成本、易操作的通信总线,但稳定性差、相互牵制性强,通常有⼀个节点出现故障就会导致系统整体或局部瘫痪,⽽且⼜难以判断故障位置。
RS485使⽤⼀对⾮平衡差分信号,这意味着⽹络中的每⼀个设备都必须通过⼀个信号回路连接到地,以最⼩化数据线上的噪声。
数据传输介质由⼀对双绞线组成,在噪声较⼤的环境中应加上屏蔽层。
以下是常见的RS485⽹络故障和处理⽅法:1、若出现系统完全瘫痪,⼤多因为某节点芯⽚的A、B对电源击穿,使⽤万⽤表测A、B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。
不同的制造商A、B线采⽤不同的标签规定,B线应该永远是在空闲状态下电压更⾼的那⼀根,因此,A线相当于负端“-”,B线相当于正端“+”。
可在⽹络空闲的状态下⽤电压表检测,如果B线电压不⽐A线⾼,那么就存在连接问题。
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。
为了检查哪⼀个节点停⽌⼯作,需要切断每⼀个节点的电源并将其从⽹络中断开。
使⽤欧姆表测量接收端A与B或“+”与“-”之间的电阻值,故障节点的读数通常⼩于200Ω,⽽⾮故障节点的读数将会⽐400Ω⼤得多。
3、集中供电的RS485总线系统在上电时常出现部分节点不正常的问题,但每次⼜不完全⼀样。
这是由于RS485的收发控制端TC设计不合理,造成⼦系统上电时节点收发状态混乱从⽽导致总线堵塞,改进的⽅法是将各⼦系统加装电源开关分别上电。
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。
5、因MCU故障导致TC端处于长发状态⽽将总线拉“死”,此时应对TC端进⾏检查。
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。
485总线接口死锁与解决办法Contents一.项目背景 (1)二.死锁产生 (2)三. 死锁检测 (3)1). 查询方式的RS-485总线死锁检测 (3)2) 工作于CSMA/CD方式的RS-485总线死锁检测 (3)四. 死锁的解除 (4)1.有选择性地复位死锁子站电路 (4)2.无选择性地复位所有子站电路 (5)五. 软硬件设计 (5)1)硬件电路 (5)2)软件流程图 (7)六. 总结 (8)七. 参考文献 (9)一.项目背景RS-485总线传送距离远、速度快、抗干扰能力强,是工业现场广泛应用的数字通信标准。
RS-485总线是一种半双工通信标准,支持总线方式多点互连,使其成为集散控制系统和现场总线控制系统中采用最多的通信和组网方法。
采用RS-485总线连接的多个站点,任一时刻只能有一个站点在“说”,其它站点只能处于“听”状态。
如果有多个1个的站点在“说”,数据将在通信总线上碰撞,结果是处于接收状态的站点不能收到正确的数据。
在RS-485总线通信网中,必须控制好每个站点的“听、说”状态,即收发状态,以保证能及时、正确地传输数据。
RS-485总线通信模式由于具有结构简单、价格低廉、通信距离和数据传输速率适当等特点而被广泛应用于仪器仪表、智能化传感器集散控制、楼宇控制、监控报警等领域。
但RS485总线存在自适应、自保护功能脆弱等缺点,如不注意一些细节的处理,常出现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。
本文就485总线死锁现象的产生,监测和解决提出一种可行方法。
关键词:RS-485接口死锁检测死锁解除二.死锁产生图1是最常见的RS-485接口。
在接收方式时,A、B为输入,R为输出;在发送方式时,D为输入,A、B为输出。
DE 驱动器输出使能。
DE变为高电平时,驱动器输出A与B有效;当DE为低电平时,驱动器输出为高阻状态。
当驱动器输出有效时,器件被用作线驱动器。
而高阻状态下,若RE为低电平,则器件被用作线接收器。
PLC的RS-485通信接口常发生的故障解析和解决方法1、常见的故障现象当plc的rs-485口经非隔离的pc/ppi电缆与电脑连接、plc与plc之间连接或plc与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生,较常见的损坏情况如下:(1)r1或r2被烧断,z1、z2和sn75176完好。
这是由于有较大的瞬态干扰电流经r1或r2、桥式整流、z1或z1到地,z1、z2能承受最大10a电流的冲击,而该电流在r1或r2上产生的瞬态功率为:102×10=1000w,当然会将其烧断。
(2)sn75176损坏,r1、r2和z1、z2完好。
这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于z1、z2的动作速度造成的,静电无处不在,仅人体模式也会产生±15kv的静电。
(3)z1或z2、sn75176损坏,r1和r2完好。
这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将z1或z2和sn75176击穿,由于电流较小和发生时间较短因而r1、r2不至于发热烧断。
2、故障的原因分析由1中的分析得知plc接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成,产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂,如由于plc内部24v电源和5v电源共地,24v电源的输出端子l+、m为其它设备混合供电可能导致地电位变化,从而造成共模电压超出允许范围。
所以eia-485标准要求将各个rs485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等,消除地线环流。
(1)当带电插拔未隔离的连接电缆时,由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件,插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。
基于此考虑,在开展通信接头插拔的时候,尽量使设备处于断电状态。
(2)连接在rs-485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到plc,总线上连接的设备站点数越多,产生瞬态过电压的因素也越多。
(3)当通信线路较长或有室外架空线时,雷电是必须考虑的干扰。
rs485自动收发电路上升沿缓慢解决方法RS485自动收发电路上升沿缓慢解决方法概述RS485是一种常用的串行通信标准,广泛应用于工业控制、仪表监测等领域。
然而,在实际应用中,有时会遇到RS485自动收发电路上升沿缓慢的问题,导致数据传输速率降低或通信不稳定。
本文将介绍几种解决RS485自动收发电路上升沿缓慢的方法,希望对读者有所帮助。
方法一:调整电源电压1.确认RS485自动收发电路所使用的电源电压。
2.检查电源电压是否平稳,如果有明显波动,应考虑采用稳压电源或添加电容滤波器以保持稳定电压输出。
3.调整电源电压至标准值,通常为5V或。
方法二:更换电阻和电容1.检查RS485自动收发电路中的电阻和电容是否符合设计要求。
2.如果电阻和电容已经老化或损坏,应及时更换,并确保新的元件符合规格。
3.根据实际情况,可以尝试调整电阻和电容的数值,以改善上升沿速度。
方法三:增加驱动能力1.确认RS485自动收发电路所使用的驱动芯片的驱动能力。
2.如果驱动能力不足,可以考虑更换驱动芯片或增加驱动芯片的并联数量,以提高驱动能力。
3.选择具有较高驱动能力的驱动芯片,可以大幅改善上升沿速度。
方法四:优化布线1.检查RS485自动收发电路的布线情况。
2.确保信号线和地线的长度尽可能短,减少信号传输的时间延迟。
3.使用合适的屏蔽线材,可以有效减少干扰对信号质量的影响。
4.避免信号线与高电压线路或高频干扰源靠近,以免引起信号失真或干扰。
方法五:调整通信波特率1.确认RS485自动收发电路所使用的通信波特率。
2.如果通信波特率设置过高,可能会导致上升沿缓慢,应降低通信波特率。
3.根据实际需求,找到合适的通信波特率,可以提高上升沿速度和通信稳定性。
结论通过调整电源电压、更换电阻和电容、增加驱动能力、优化布线和调整通信波特率等方法,可以有效解决RS485自动收发电路上升沿缓慢的问题,提高数据传输速率和通信稳定性。
在实际应用中,根据具体情况选择合适的方法,结合调试和测试,可以得到最佳的解决方案。
RS485故障与解决办法在当今信息通讯高速发展的阶段,人们在充分享受网络给人类带来的喜悦。
随着网络的普及和发展,使得各种控制设备网络化成为可能。
自动化监控、安全防护、门禁考勤及工业自动化系统得到迅速普及和应用。
在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中,RS-485系统总线因硬件设计简单、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、水利自动测控等领域,随着RS485总线系统的广泛应用,RS485总线系统也越来越大,RS485总线外挂的485设备越来越多,从而导致485总线的稳定性越来越差。
现在市场上已经有可以负载128,256台甚至400台485设备的转换器,由于485总线使用总线连接形式,形成如果有一个485设备出现问题,就导致整个485总线出现问题的现象。
所以从485总线的稳定性来说,当设备达到一定数量的时候,从概率上分析,假设485总线上的485设备的无差错时间为99.9%,当有128个485设备在一个总线上时,其无差错时间就是99.9%的128次方,其无差错时间讯速降为87.98%,再有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总线的运行稳定性及可靠性至关重要。
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:一、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。
对于由分散式工业控制设备结合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。
RS-485网络故障的8步排除法智能仪表随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来,世界仪表市场基本被智能仪表所垄断,这归结于企业信息化的需要,而企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。
最初是数据模拟信号输出简单过程量,后来仪表接口是RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但这种方式不能实现联网功能,随后出现的RS485解决了这个问题。
定义RS-485又名TIA-485-A,ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。
RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。
使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。
RS-485使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。
RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓扑结构,在同一总线上最多可以挂接32个节点。
在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。
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,而忽略了信号地的连接,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,原因1是共模干扰:RS-485接口采用差分方式传输信号方式,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了,但容易忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围为-7到+12V,只有满足上述条件,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;原因二是EMI的问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。
RS485常见的4大故障及6大处理方法,30年弱电维修技师经验总结!弱电智能工程中经常提到的RS485控制线,那么什么是RS485总线呢?如何解决RS485的常见问题?今天,就来给大家详细讲一下RS485总线的含义以及RS485常见的故障与解决方法。
一、什么是RS485总线?多点数据、模拟信号或开关信号通常在工业现场中用到。
一般使用RS485总线,RS-485采用半双工工作模式,支持多点数据通信。
RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线结构。
也就是说,总线用于串联所有节点,不支持环形或星形网络。
RS485没有特定的物理形状。
根据工程实际情况来采用的接口,RS485采用差分信号负逻辑,+2V ~ +6V表示“0”,-6V~- 2V表示“1”。
RS485有两种接线方式:双线制和四线制。
四线制系统只能实现点对点通信,现在很少使用。
现在,双线接线方式被广泛使用。
这种布线方法是一种总线拓扑结构,可以在同一总线上连接多达32个节点。
二、如何预防故障的发生呢?为了减少通信故障,提出以下建议。
1、建议用户使用和购买制造商提供的485个转换器或制造商指定的推荐品牌的485个转换器。
2、制造商将对与之匹配的485转换器进行大量测试工作,并要求485转换器制造商根据其固定的性能参数进行生产和质量检查,因此它与门禁设备具有更好的兼容性。
不要贪图从其他制造商那里廉价购买485个转换器。
3、严格按照485总线的施工规范进行施工,杜绝任何侥幸心理。
4、对485总线的长线路、重载的工程项目采用科学的、预留的解决方案。
5、如果通信距离太长,如超过500米,建议使用中继器或485集线器来解决问题。
6、如果负载过多,例如总线上的负载超过30个,建议使用485HUB来解决问题。
7、现场调试用的调试设备要带齐。
现场调试必须携带几个能够连接长距离和多负载的转换器、一个常用的笔记本电脑、一个用于测试开路的万用表和几个120欧姆的终端电阻。
通用RS485总线报警系统通讯不稳定的故障排除方法RS485定义:RS485 总线电气性能工作模式: 差分传输(平衡传输); 允许的收发器数目: 32(受芯片驱动能力限制); 最大电缆长度: 4000英尺(1219米)最高数据速率: 10Mbps ; 最小驱动输出电压范围: ±1.5V最大驱动输出电压范围: ±5V; 接收器输入灵敏度: ±200mV接收器输入电压范围: -7V~+12V; 接收器输出逻辑高: >200mV接收器输出逻辑低: <200mV;情形1:新主机安装后,布防6-10个小时或10几个小时之后,键盘提示“XXX防区设备掉线/故障”,撤防,断电,再通电布防,又正常了,过几个小时又提示“XXX防区设备掉线/故障”。
原因分析:造成这种故障的原因在于用户把高压电(220V交流电)和总线报警机连接报警设备的总线布在同一个线管中或相距20CM以内,由于交流电的磁场效应,干扰了报警总线上的信号传输,使得报警主机与模块通信的数据流误码率增大,当误码率大到一定程度时,报警主机与模块将无法通信,此时报警主机就认为模块已不在线,所以提示“XXX防区设备掉线/故障”。
解决方法:1、给前端报警设备直流供电;1、通讯总线远离干扰源(交流电线、变压器等)50CM以上。
情形2:正常工作数月或数年的报警系统,提示“XXX防区设备掉线/故障”,而现场近期无任何改建。
原因分析1:可能是天气的原因如雷电或静电等串上总线,造成报警主机通讯口高电压而损通讯芯片。
原因分析2:可能是前端某一地址模块工作不正常造成总线电压太高或太低。
解决方法:检查通讯口1或2绿光之间的电压,正常在3-5V,如果过高,有地址模块损坏,需要找出损坏的模块并更换;如果电压过低或为0,即可判断是报警主机上通讯口的通讯芯片由于电压过高而损坏了,则需联系厂家更换芯片。
2、报警主机提示某个特定的防区掉线,如“000设备报区1故障”,则可判断是地址模块1出了问题,需要检查地址模块1。
RS485通讯常见故障、解决方法以及布线安装注意事项!【导读】做电气自动化工程很多时候会接触到RS485通讯,很多新手不是很了解,今天我们就来聊聊RS485相关的应用,你会发现里面的知识确实有不少,那么我们就选择一些平时在工程中会考虑到的问题供大家参考。
(一)什么是RS485总线?工业现场经常要采集多点数据,模拟信号或开关信号,一般用到RS485总线,RS-485采用半双工工作方式,支持多点数据通信。
RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。
即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。
RS485无具体的物理形状,根据工程的实际情况而采用的接口,RS485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示'0',- 6V~- 2V表示'1'。
RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。
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。
(二)RS485线缆与传输距离在一般场合采用普通的双绞线就可以,在要求比较高的环境下可以采用带屏蔽层的同轴电缆。
在使用RS485接口时,对于特定的传输线路,从RS485接口到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比,这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所影响。
理论上RS485的最长传输距离能达到1200米,但在实际应用中传输的距离要比1200米短,具体能传输多远视周围环境而定。
485通信常见问题及解决方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1. MAX488/MAX490在点对点通信中工作很正常,为何在点对多点通信时无法正常通信?由于MAX488/MAX490没有发送使能控制,因而其输出无法处于高阻态,当多个输出被连接在一起时(即点对多点通信时),差分输出信号线被多个发送器驱动(通常为TXD=1对应的电平状态);当某个节点开始通信,且发送TXD=0对应的差分电平时,A,B两线上将形成很大的短路电流,若长时间工作,则接口芯片将损坏;而这种情况不会在点对点通信中发生,且不会出现在点对多点通信中的处于点的一方,这也是象MAX488/MAX490以及其它一些没有发送使能控制的接口的适用范围。
以上是造成这个问题的原因,当然,类似情况也会出现在那些带使能控制而软件没有编程控制使能的接口芯片中。
2. RS-485/RS-422接口为何在停止通信时接收器仍有数据输出?由于RS-485/RS-422在发送数据完成后,要求所有的发送使能控制信号关闭且保持接收使能有效,此时,总线驱动器进入高阻状态且接收器能够监测总线上是否有新的通信数据。
但是由于此时总线处于无源驱动状态(若总线有终端匹配电阻时,A和B线的差分电平为0,接收器的输出不确定,且对AB线上的差分信号的变化很敏感;若无终端匹配,则总线处于高阻态,接收器的输出不确定),容易受到外界的噪声干扰。
当噪声电压超过输入信号门限时(典型值±200mV),接收器将输出数据,导致对应的UART接收无效的数据,使紧接着的正常通讯出错;另外一种情况可能发生在打开/关闭发送使能控制的瞬间,使接收器输出信号,也会导致UART错误地接收。
解决方法:1)在通讯总线上采用同相输入端上拉(A线)、反相输入端下拉(B线)的方法对总线进行钳位,保证接收器输出为固定的“1”电平;2)采用内置防故障模式的MAX308x 系列的接口产品替换该接口电路;3)通过软件方式消除,即在通信数据包内增加2-5个起始同步字节,只有在满足同步头后才开始真正的数据通讯。
RS485通讯常见故障解决方法以及布线安装注意事项!RS485通信是一种常用于工业自动化控制系统中的数据通信方式,它具有抗干扰能力强、支持多节点连接等特点。
然而,在实际应用中,也可能会遇到一些通信故障,下面将介绍一些常见的RS485通信故障、解决方法以及布线安装的注意事项。
一、RS485通信常见故障:1.通信不能建立连接:RS485通信不能建立连接的原因可能有多种,包括线路断开、通信波特率设置错误、硬件故障等。
解决方法是首先检查通信线路是否正常连接,然后检查通信波特率是否设置正确,最后检查硬件设备是否有损坏。
2.数据传输错误:数据传输错误可能会导致信息错误或者通信中断。
造成数据传输错误的原因可能有噪声干扰、功率干扰、线路质量差等。
解决方法是增加隔离器、增加筛选电容、提高线路质量等。
3.通信距离过短:RS485通信在一条总线上可以连接多个节点,但是总线的物理长度也有一定的要求,如果总线长度过短,则可能无法通信。
解决方法是增加总线的长度,可以使用中继器进行信号放大,或者使用RS485转换器将信号转化为其他形式传输。
4.数据通信速度过低:数据通信速度过低可能会导致不稳定的通信,造成通信中断。
造成通信速度过低的原因可能包括通信线路长、串口通信波特率设置不当等。
解决方法是缩短通信线路长度,或者修改串口通信波特率设置。
二、RS485通信解决方法:1.加强线路保护:RS485通信中,线路的保护是非常重要的,可以采用绞线方式布线,并使用屏蔽绞线。
在线路两端可以使用终端电阻进行防护,以减少终端反射和信号干扰。
2.适当设置通信波特率:RS485通信的波特率设置应考虑到通信环境、数据传输量以及通信时间等因素,以提高通信的效率和稳定性。
3.使用合适的抗干扰措施:RS485通信可能会受到外部噪声和干扰的影响,可以使用屏蔽绞线、隔离器等设备来避免干扰。
4.增加总线长度:如果总线长度不足导致通信中断,可以使用中继器或者信号放大器来增加总线长度。
在当今信息通讯高速发展的阶段,人们在充分享受网络给人类带来的喜悦。
随着网络的普及与发展,使得各种控制设备网络化成为可能。
自动化监控、安全防护、门禁考勤及工业自动化系统得到迅速普及与应用。
在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中,RS-485系统总线因硬件设计简单、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、水利自动测控等领域,随着RS485总线系统的广泛应用,RS485总线系统也越来越大,RS485总线外挂的485设备越来越多,从而导致485总线的稳定性越来越差。
现在市场上已经有可以负载128,256台甚至400台485设备的转换器,由于485总线使用总线连接形式,形成如果有一个485设备出现问题,就导致整个485总线出现问题的现象。
所以从485总线的稳定性来说,当设备达到一定数量的时候,从概率上分析,假设485总线上的485设备的无差错时间为99、9%,当有128个485设备在一个总线上时,其无差错时间就就是99、9%的128次方,其无差错时间讯速降为87、98%,再有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总线的运行稳定性及可靠性至关重要。
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:
一、由于485信号使用的就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。
对于由分散式工业控制设备结合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以上双绞线而不就是平直线。
对于每个小容量直流电源选用线性电源比选用开关电源更合适。
二、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接口采用的就是差分传输方式,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与仪器设备。
解决此类问题的方法就是通过DC-DC将系统电源与RS-485收发器的电源隔离;用光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片构筑电路;通过光耦将信号隔离,彻底消除共模电压的影响。
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”,因此对其分散式控制系统与总线之间应加
以隔离。
通常在二线口与总线之间各串接一个485隔离器
三、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通讯的开始端与结束端120欧姆的终端电阻。
位于总线两端的差分端口之间应跨接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
四、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,建议使用485中继器进行信号延长处理。
网络节点数与所选RS-485芯片驱动能力与接收器的输入阻抗有关,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。
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。
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就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。
五、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,供电能力不就是很足,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485中继器或者485集线器来提供485总线的负载能力
六、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。
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;为保证数据传输质量,对每个字节进行校验的同时,应尽量减少特征字与校验字,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。
七、RS-485系统的故障处理方法
RS-485就是一种低成本、易操作的通信系统,但就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V A、VB对电源击穿,使用万用表测V A、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。
一般就是由其中的一个
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。
这就是由于对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。
改进的方法就是将各微系统加装电源开关然后分别上电,或者采用电源隔离做法。
4、系统基本正常但偶尔会出现通信失败。
一般就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。
应急方法之一就是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片。
或者增加485中继器使用。
5、因分散式控制系统故障导致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)。