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常見的工業通訊協議RS232、RS485、Modbus、HART介紹

瀏覽次數：發布時間：2023-10-17

 

在工業通訊體系中，基本每個儀表都有自己獨特的通訊協議，常聽見的有modbus通訊協議、RS-232、RS-485、HART通訊協議等等，那么這些通訊協議究竟是怎么工作的，有哪些優缺點呢？

    上期我們介紹了RS-232通訊協議，今天我們聊聊RS-485通訊協議。

    往期內容回顧：

        RS232通訊協議介紹

        ModBus通訊協議介紹

        圖：RS232/RS485轉換應用

      RS-485標準是在RS232的基礎上發展來的，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。因為將物理層改為了差分信號進行傳輸，所以具備抗干擾能力強、傳輸距離遠的特點，故而廣泛應用于噪聲干擾較大的工業控制環境中。

 

RS-485的傳輸：

 

    RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps；在協議層，RS-485保留了原有RS-232的簡單協議，按數據幀進行傳輸，為異步半雙工通訊的方式。

 如上圖所示：此數據幀在總線網絡中未免過于簡單，所以在實際使用的時候通常結合Modbus總線協議配合使用。Modbus總線協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，制定了消息域格局和內容的公共格式。（超鏈接）

    RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，理論上可達3000米但在實際操作中，極限距離往往在1200米左右；

    相比較RS-232而言，RS-485接口在總線上允許連接128個收發數據節點。及具有多站點通信能力，而RS-232只允許一對一通信。這也是RS-485逐漸取代RS-232的主要因素之一。

 

    RS-485通信協議的缺點：

 

    很多情況下，連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。忽略信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患。

    這個隱患就是共模干擾問題：正因為RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，所以并不需要相對于某個參照點來檢測信號。系統只需檢測兩線之間的電位差就可以正常使用。導致人們經常忽視RS-485接口收發有一定的共模電壓范圍（RS-485收發器共模電壓范圍為-7～+12V），只有滿足共模電壓范圍條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩定可靠，甚至損壞接口。也就是通常所說的RS-485信號地的問題。

 

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