1、在當今信息通訊高速發展的階段 ,人們在充分享受網絡給人 類帶來的喜悅。隨著網絡的普及與發展 ,使得各種控制設備網絡 化成為可能。自動化監控、安全防護、門禁考勤及工業自動化 系統得到迅速普及與應用。 在工業控制設備之間中長距離通信 的諸多方案中 ,RS-485 系統總線因硬件設計簡單、控制方便、 成本低廉等優點廣泛應用于工廠自動化、 工業控制、小區監控、 水利自動測控等領域 ,隨著 RS485 總線系統的廣泛應用 ,RS485 總線系統也越來越大 ,RS485總線外掛的 485 設備越來越多 ,從 而導致 485 總線的穩定性越來越差。 現在市場上已經有可以負 載 128,256臺甚至 400臺

2、 485 設備的轉換器 ,由于 485 總線使用 總線連接形式 ,形成如果有一個 485 設備出現問題 ,就導致整個 485總線出現問題的現象。 所以從 485 總線的穩定性來說 ,當設 備達到一定數量的時候 ,從概率上分析 ,假設 485 總線上的 485 設備的無差錯時間為 99、9,當有 128 個 485 設備在一個總線 上時,其無差錯時間就就是 99、9的 128 次方,其無差錯時間訊 速降為 87、98,再有 RS-485 總線在抗干擾、自適應、通信效 率等方面仍存在缺陷 ,一些細節的處理不當常會導致通信失敗 甚至系統癱瘓等故障 ,因此提高 RS-485 總線的運行穩定性及可 靠性

3、至關重要。現在將 485總線容易出現故障的情況并且可以排除這些故障的 方法羅列如下 :一、由于 485 信號使用的就是一對非平衡差分信號 ,意味 485 網絡中的每一個設備都必須通過一個信號回路連接到地 , 以減少數據線上的噪音 ,所以數據線最好由雙絞線組成 ,并且在 外面加上屏蔽層作為地線 ,將 485 網絡中 485 設備連接起來 ,并 且在一個點可靠接地。 對于由分散式工業控制設備結合 RS-485 微系統組建的測控網絡 ,應優先采用各微系統獨立供電方案 ,最 好不要采用一臺大電源給微系統并聯供電 ,同時電源線 （交直流 ） 不能與 RS-485信號線共用同一股多芯電纜。 RS-485

4、信號線宜 選用截面積 0.75mm2 以上雙絞線而不就是平直線。對于每個 小容量直流電源選用線性電源比選用開關電源更合適。二、在某些工業控制領域 ,由于現場情況十分復雜 ,各個節 點之間存在很高的共模電壓。雖然 RS-485 接口采用的就是差 分傳輸方式 ,具有一定的抗共模干擾的能力 ,但當共模電壓超過 RS-485接收器的極限接收電壓 ,即大于+12V 或小于 7V 時,接 收器就再也無法正常工作了 ,嚴重時甚至會燒毀芯片與儀器設 備。解決此類問題的方法就是通過 DC-DC 將系統電源與 RS-485 收發器的電源隔離 ;用光耦、帶隔離的 DC-DC 、RS-485 芯片構筑電路 ;通過光耦

5、將信號隔離 ,徹底消除共模電壓的影 響。 RS-485 總線為并接式二線制接口 ,一旦有一只芯片故障就 可能將總線 “拉死 ”因,此對其分散式控制系統與總線之間應加以隔離。通常在二線口與總線之間各串接一個 485 隔離器三、485 總線隨著傳輸距離的延長 ,會產生回波反射信號 ,如果 485 總線的傳輸距離如果超過 100 米建議施工時在 485 通訊的 開始端與結束端 120 歐姆的終端電阻。 位于總線兩端的差分端 口之間應跨接 120 匹配電阻 ,以減少由于不匹配而引起的反 射、吸收噪聲 ,有效地抑制了噪聲干擾。 但匹配電阻要消耗較大 電流,不適用于功耗限制嚴格的系統四、485總線中 48

6、5 節點要盡量減少與主干之間的距離 ,一般 建議 485 總線采用手牽手的總線拓撲結構。 星型結構會產生反 射信號 ,影響 485 通信質量。如果在施工過程中必須要求 485 節點離 485 總線主干的距離超過一定距離 ,建議使用 485 中繼器 進行信號延長處理。網絡節點數與所選 RS-485 芯片驅動能力 與接收器的輸入阻抗有關 ,實際使用時 ,因線纜長度、線徑、網 絡分布、傳輸速率不同 ,實際節點數均達不到理論值。 工作可靠 性明顯下降。通常推薦節點數按 RS-485 芯片最大值的 70%選 取,傳輸速率在 12009600b/s 之間選取。通信距離 1km 以內, 從通信效率、 節點數

7、、 通信距離等綜合考慮選用 4800b/s最佳。 通信距離 1km 以上時 ,應考慮通過增加中繼模塊或降低速率的 方法提高數據傳輸可靠性。節點與主干距離 ,理論上講 ,RS-485 節點與主干之間距離 （T頭,也稱引出線 ）越短越好。T頭小于 10m 的節點采用 T 型,連接對網絡匹配并無太大影響 ,可放心使用 ,但 對于節點間距非常小 （小于 1m,如 LED 模塊組合屏 ）應采用星型 連接,若采用 T 型或串珠型連接就不能正常工作。 RS-485就是 一種半雙工結構通信總線 ,大多用于一對多點的通信系統 ,因此 主機（PC）應置于一端 ,不要置于中間而形成主干的 T 型分布。五、影響 48

8、5 總線的負載能力的因素 :通訊距離 ,線材的品質 , 波特率,轉換器供電能力 ,485 設備的防雷保護 ,485 芯片的選擇。 如果 485 總線上的 485 設備比較多的話 ,建議使用帶有電源的 485 轉換器 ,無源型的 485 轉換器由于時從串口竊電 ,供電能力 不就是很足 ,負載能力不夠。選用好的線材 ,如有可能使用盡可 能低的波特率 ,選擇高負載能力的 485 芯片,都可以提高 485 總 線的負載能力。 485 設備的防雷保護中的防雷管會吸收電壓 , 導致 485 總線負載能力降低 ,去掉防雷保護可以提高 485 總線負 載能力。如果在現場施工中 ,相關的因素不能改變 ,建議使用

9、 485 中繼器或者 485 集線器來提供 485 總線的負載能力六、提高 RS-485通信效率 ,RS-485通常應用于一對多點的主 從應答式通信系統中 ,相對于 RS-232 等全雙工總線效率低了許 多,因此選用合適的通信協議及控制方式非常重要。 總線穩態控 制（握手信號 ）大多數使用者選擇在數據發送前 1ms將收發控制 端 TC 置成高電平 , 使總線進入穩定的發送狀態后才發送數據 ;數據發送完畢再延遲 1ms后置 TC 端成低電平 ,使可靠發送完畢 后才轉入接收狀態。據筆者使用 TC 端的延時有 4 個機器周期 已滿足要求 ;為保證數據傳輸質量 ,對每個字節進行校驗的同時 , 應盡量減

10、少特征字與校驗字 ,慣用的數據包格式由引導碼、 長度 碼、地址碼、命令碼、數據、校驗碼、尾碼組成 ,每個數據包長 度達 2030 字節。在 RS-485 系統中這樣的協議不太簡練。 推 薦用戶使用 MODBUS 協議 ,該協議已廣泛應用于水利、水文、 電力等行業設備及系統的國際標準中。七、RS-485 系統的故障處理方法RS-485 就是一種低成本、易操作的通信系統 ,但就是穩定性 弱同時相互牽制性強 ,通常有一個節點出現故障會導致系統整 體或局部的癱瘓 ,而且又難以判斷。故向讀者介紹一些維護 RS-485 的常用方法。1、若出現系統完全癱瘓 ,大多因為某節點芯片的 VA 、VB 對 電源擊穿

11、 ,使用萬用表測 VA、 VB 間差模電壓為零 ,而對地的共 模電壓大于 3V,此時可通過測共模電壓大小來排查 ,共模電壓越 大說明離故障點越近 ,反之越遠 ;2、總線連續幾個節點不能正常工作般就是由其中的一個節點故障導致的。一個節點故障會導致鄰近的 2 3 個節點 （一 般為后續 ）無法通信 ,因此將其逐一與總線脫離 ,如某節點脫離 后總線能恢復正常 ,說明該節點故障 ;3、集中供電的 RS-485 系統在上電時常常出現部分節點不正 常,但每次又不完全一樣。這就是由于對 RS-485 的收發控制端 TC 設計不合理 ,造成微系統上電時節點收發狀態混亂從而導致 總線堵塞。改進的方法就是將各微系統加裝電源開關然后分別 上電,或者采用電源隔離做法。4、系統基本正常但偶爾會出現通信失敗。 一般就是由于網絡 施工不合理導致系統可靠性處于臨界狀態 ,最好改變走線或增 加中繼模塊。 應急方法之一就是將出現失敗的節點更換成性能