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485总线布线规则和疑问

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笑问天 发表于 2012-3-28 18:19:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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第一、澄清几个概念:
概念一: 485总线的通讯距离可以达到1200米.
其实只是485总线结构理论上 在理想环境的前提下才有可能使得传输距离达到1200米,一般是指通讯线材优质达标,波特率9600,只有一台485设备才能使得通讯距离达到1200米,而且能通讯并不代表每次通讯都正常,所以通常485总线实际的稳定的通讯距离远远达不到1200米,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,波特率的加高等等因素都会降低通讯距离.
概念二: 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转换器内芯片采用的型号和485设备芯片采用的型号来判断的,谁低就谁的,一般485芯片负载能力有三个级别 32台 128台 256台,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大大降低真实负载数量.
概念三: 485总线是一种最简单 最稳定 最成熟的工业总线结构.
这种概念是错误的应该是: 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,通讯质量是需要根据施工经验进行测试和调试的,485总线虽然简单,但必须严格安装施工规范进行布线.
第二、严格几个施工规范:
485+和485-数据线一定要互为双绞.
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,双绞的抗干扰性最好.不采用双绞线,是极端错误的.
485总线一定要是手牵手式的总线结构,坚决杜绝星型连接和分叉连接.
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,要小心接地良好时,可以确保设备被雷击 浪涌冲击静电累计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,避免和强电走在一起,以免强电对其干扰.
第三、几种常见的通讯故障:
通讯不上,无反应.
可以上传数据,但不可以下载数据.
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.
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.
第四、推荐几个调试方法:
首先要确保设备接线正确,且严格合乎规范.
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.
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.
中间分段断开法: 通过从中间断开来检查是否是 设备负载过多 通讯距离过长 某台设备损害对整个通讯线路的影响等原因.
单独拉线法: 单独简易暂时拉一条线到设备,这样可以用来排除是否是布线引起了通讯故障.
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.
笔记本调试法: 先保证自己随身携带的电脑笔记本是通讯正常的设备,替换客户电脑,来进行通讯,如果可以,则表明客户的电脑的串口有可能被损害或者受伤.
第五、提出几个建议和忠告:
建议用户使用和购买门禁厂家提供的485转换器或者厂家指定推荐品牌的485转换器.
门禁厂家会对与其配套的485转换器做大量的测试工作,并且会单独要求485厂家安装其固定的性能参数进行生产和品质检测,所以和其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.
严格按照485总线的施工规范进行施工,杜绝任何侥幸心理.
对线路较长 负载较多的情况采用主动科学的有预留的解决方案.
如果通讯距离过长,建议如果超过500米就采用中继器或者485HUB来解决问题.
如果负载数过多,建议如果一条总线上超过30台就采用485HUB来解决问题.
现场调试带齐调试设备.
现场调试一定要随身携带几个确保以前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.

485总线布线规范及调试
    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概念导致出现很多问题。现在将一些错误的观念作出一些澄清。
  1.485信号线可以和强电电源线一同走线。在实际施工当中,由于走线都是通过管线走的,施工方有的时候为了图方便,直接将485信号线和电源线绑在一起,由于强电具有强烈的电磁信号对弱电进行干扰,从而导致485信号不稳定,导致通信不稳定。
  2.485信号线可以使用平行线作为布线,也可以使用非屏蔽线作为布线。由于485信号是利用差模传输的,即由485+与485-的电压差来作为信号传输。如果外部有一个干扰源对其进行干扰,使用双绞线进行485信号传输的时候,由于其双绞,干扰对于485+,485-的干扰效果都是一样的,那电压差依然是不变的,对于485信号的干扰缩到了最小。同样的道理,如果有屏蔽线起到屏蔽作用的话,外部干扰源对于其的干扰影响也可以尽可能的缩小。
  3.选择使用普通的超五类屏蔽双绞线即网线就可以。由于原材料价格上涨,导致现在市场上的线材鱼龙混杂,有不良商人利用某种合金来顶替铜丝来做网线,在外面镀铜以蒙混客户。具体区别方法:看网线截面,如果是铜色的话,就是铜丝,如为白色,则是用合金以次充好。合金一般比较脆,容易断,而且导电性远不如铜丝,很容易在工程施工中造成问题。线材一般那建议选择标准的485线,其为屏蔽双绞线,传输线不是像网线那样为单股的铜丝,而是多股铜丝绞在一起形成一根线,从而即使某根小铜丝断掉,也不会影响整个的使用。
  4.485布线可以任意布设成星型接线与树形接线。485布线规范是必须要手牵手的布线,一旦没有借助485集线器和485中继器直接布设成星型连接和树形连接,很容易造成信号反射导致总线不稳定。很多施工方在485布线过程中,使用了星型接线和树形接线,有的时候整个系统非常稳定,但是有的时候则总是出现问题,又很难查找原因,一般都是由于不规范布线所引起的。如果由于现场的限制,必须要进行星型连接或者树形连接,可以使用485集线器和485中继器解决相关问题。
  5.485总线必须要接地。在很多技术文档中,都提到485总线必须要接地,但是没有详细的提出如何接地。严格的说,485总线必须要单点可靠接地。单点就是整个485总线上只能是有一个点接地,不能多点接地,因为将其接地是因为要将地线(一般都是屏蔽线作地线)上的电压保持一致,防止共模干扰,如果多点接地适得其反。可靠接地时整个485线路的地线必须要有良好的接触,从而保证电压一致,因为在实际施工中,为了接线方便,将线剪成多段再连接,但是没有将屏蔽线作良好的连接,从而使得其地线分成了多段,电压不能保持一致,导致共模干扰
提高485总线稳定性
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。相关接线方法可以参考网页:120欧姆匹配电阻的接法.
  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485中继器或者485集线器来提供485总线的负载能力。

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水水水 发表于 2012-3-28 21:32:19 | 显示全部楼层
很好,很实用,好坛主,想啥发啥
天乐风 发表于 2012-3-29 22:16:09 | 显示全部楼层
谢谢坛主分享,学习了、
xinshichuang 发表于 2016-6-21 22:56:51 | 显示全部楼层
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szgmax05 发表于 2016-7-25 14:45:19 | 显示全部楼层
谢谢坛主分享,学习了

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