目前工控中采用较多多的通讯方式仍然以RS485总线为主,这使得原本为工业自动化数据采集而设计的少结点(一般不多于100点)、短距离(一般数百米)、可规范布线的485总线通讯在多结点(以千、万计)、长距离(数千米)、任意分布的布线方式的通讯中难以可靠应用,即使目前在工业自动化应用领域中,多结点、远距离的数据通讯也早以采用了PRFBUS、CAN、HART、FF等通讯方式。在欧洲,户用仪表的通讯方式以M-BUS为主,它可以解决多结点、长距离的通讯问题.
目前国内诸多大型水、电、气、热表企业已采用或拟采用MBUS总线通讯技术。
技术概述:
M-BUS是一种低成本的一点对多点的总线通讯系统,具有通讯设备容量大(500点),通讯速率高(9600bps),成本低,设计简单,布线简便(无极性可任意分支,普通双绞线),抗干扰能力强,并总线可提供高达500mA电源的特点。系统具有自动登录功能,此功能可完成设备的自动登录、结点中断报警等双向可中断的先进的通讯功能。总线隔离设备具有总线故障隔离性能,保证部分总线故障时其它部分正常通讯。以该芯片为核心构成的总线通讯系统可广泛应用于三表集抄、智能家庭控制网络、消防报警及联动网络、小区智能化控制网络、中央空调控制系统等。
系统由来
近年来,随着各种电子设备的发展,越来越需要进行低端电子设备的低成本联网管理。虽然各种高速通讯网络*发展并得以应用,但对于低端设备,其接口显然复杂而昂贵,过去多年来,RS485技术主着导这一技术的应用,但已经不能满足大容量集中抄表网络的需要,在应用过程中存在以下问题:
1. 485的通讯设备容量少,理论上较多容许接入量不**过128个设备,这显然不适用以楼宇为结点的多用户容量要求。
2. 485的通讯速率低,并且其速率与通讯距离有直接关系,当达到数百米以上通讯距离时,其可靠通讯速率<1200bps,这使得大量结点的抄表速度非常低。
3. 非隔离方式不能应用与长距离户外通讯,隔离方式需要隔离电源,成本较高。
4. 485方式不能给下接设备供电,设备需要单独解决供电问题。
5. 485芯片功耗较大,静态功耗达到2-3mA,工作电流(发送)达到20mA,这增加了线路电压降,不利于远程布线。
6. 长距离通讯时485芯片*损坏。
7. 以RS485构成的网络只能以串行布线,不能构成星形等任意分支,而串行布线对于小区的实际布线设计及施工造成很大难度,不遵循串行布线规则又将大大降低通讯的稳定性。
安徽维尔特仪表线缆有限公司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。
rs-485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mv的电压,故传输信号能在千米以外得到恢复。 有些rs-485收发器修改输入阻抗以便允许将多达8倍以上的节点数连接到相同总线。rs-485较常见的应用是在工业环境下可编程逻辑控制器内部之间的通信。
总线标准
rs-485采用平衡发送和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的ttl电平信号转换成差分信号a,b两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成ttl电平信号。由于传输线通常使用双绞线,又是差分传输,所以有较强的抗共模干扰的能力,总线收发器灵敏度很高,可以检测到低至200mv电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。rs-485较大的通信距离约为1219m,较大传输速率为10mb/s,传输速率与传输距离成反比,在100kb/s的传输速率下,才可以达到较大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485中继器。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。如果需要使用星型结构,就必须使用485中继器或者485集线器才可以。rs-485总线一般较大支持32个节点,如果使用特制的485芯片,可以达到128个或者256个节点,较大的可以支持到400个节点。
总线的理论
在自动化领域,随着分布式控制系统的发展,迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。在rs-422标准的基础上,eia研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的rs-485总线标准。 rs-485标准采有用平衡式发送,差分式接收的数据收发器来驱动总线,具体规格要求: 1. 接收器的输入电阻rin≥12kΩ 2. 驱动器能输出±7v的共模电压 3.输入端的电容≤50pf 4. 在节点数为32个,配置了120Ω的终端电阻的情况下,驱动器至少还能输出电压1.5v(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关) 5.接收器的输入灵敏度为200mv(即(v+)-(v-)≥0.2v,表示信号"0";(v+)-(v-)≤-0.2v,表示信号"1") 因为rs-485的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性,使得eia rs-485成为工业应用中数据传输的可以选择标准。基于此,rs-485的自动化领域的应用非常广泛,但是在实际工程中rs-485总线运用仍然存在着很多问题,影响了工程的质量,为工程施工带来了很多的不方便。