RS485总线通讯的知识整理

近期频繁遇到客户咨询我们产品有关485总线通讯的问题，本人对RS485总线不太了解，被迫学习了一段时间，算是对RS485总线的通讯有了一点点了解。把近段时间对RS485总线通讯的知识整理了一下。
对通讯的故障进行分析和诊断，需要对RS485总线的一些基本概念有所了解。
1、RS485总线基本特性
根据RS485工业总线标准，RS485工业总线为特性阻抗120Ω的半双工通讯总线，根据485芯片的不同，其最大负载能力有几个级别：32台、128台和256台。但是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。
2、RS485总线传输距离
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。
3、连接方式与终端电阻
RS485工业总线标准要求各设备之间采用手拉手式连接方式，两头必须接有120Ω终端电阻。
顺便说一说对RS485工业总线理解的误区，多少人认为485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构。485总线的部署及安装确实简单，但想要做到稳定，却是要花些功夫的。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。
在工业现场，485总线应用非常广泛，但是485总线比较容易出现故障，下面将整理的485总线容易出现故障的情况及排除这些故障的方法罗列如下：
485总线通讯中常见的几种通讯故障：
1、完全通讯不上。
2、只和一台设备连接时能通讯上，连接多台设备时就通讯不上或者有的能通上，有的无法通讯，或者严重丢包。
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。
排解故障的一些方法：
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。
4.485总线中485节点要尽量减少与主干之间的距离，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。
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。
6. 了解并检查主控设备与被控设置的上下拉电阻，485总线首末端是否成对使用了120Ω终端电阻，如有条件则使用万用表测量485总线的工作电压，使用示波器检测RS485总线的信号。