什么是RS485总线？怎么使用RS485总线？——转自微信公众号弱点课堂

提到关于RS485相关应用，深入了解RS如果是485，你会发现里面有很多知识，所以我们会选择一些平时会考虑弱电的问题供大家了解。

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一、什么是RS485总线

多点数据、模拟信号或开关信号通常用于工业现场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结构。也就是说，在不支持环形或星形网络的情况下，支持环形或星形网络。

RS根据工程实际情况采用的接口，485无具体物理形状，RS485采用差分信号负逻辑+2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。

RS485有两线系统和四线系统。四线系统只能实现点对点通信模式，现在很少使用。现在主要采用两线系统接线模式。这种接线模式是总线扩展结构，最多可以在同一总线上连接32个结点。

485总线的通信距离可达1200米。

根据485总线结构理论，在理想环境的前提下，485总线的传输距离可达1200米。条件是通信线材质量达标，波特率为9600，只有一台485设备，通信距离才能达到1200米。因此，485总线的实际稳定通信距离通常不到1200米。如果负载485设备较多，电线阻抗不符合标准，电线直径过细，转换器质量差，设备防雷保护复杂，波特率提高等因素会降低通信距离。

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二、RS485线缆

一般情况下可采用普通双绞线，在要求较高的环境下可采用带屏蔽层的同轴电缆。RS485接口时，对于特定的传输线路，从RS从接口到负载的数据信号传输允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比，主要受信号失真和噪声的影响。

理论上RS485的最长传输距离可达1200米，但在实际应用中，传输距离比1200米短，具体传输距离取决于周围环境。在传输过程中，信号可以通过增加中继来放大，最多可以添加8个中继，即理论上RS485的最大传输距离可达9.6公里。如果真的需要长距离传输，可以用光纤作为传输介质，在收发两端加一个光电转换器。多模光纤的传输距离为5~单模光纤的传播距离为10公里，可达50公里。

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三、RS485布线安装注意事项

1.485总线应采用哪种通信线？一条总线上能挂多少台设备？

必须采用RVSP屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的规格与485通信线路的距离和悬挂设备的数量有关，如下表所示。屏蔽双绞线有助于减少和消除两条485通信线路之间的分布电容和通信线路周围的共模干扰。

有人说485总线可以带128台设备通信。

事实上，并非所有485转换器都能携带128台设备。根据485转换器中芯片的型号和485设备芯片的型号，只能根据指标较低的芯片确定其负载能力。一般485芯片负载能力有三个等级――32台，128台，256台。此外，理论标称往往无法实现。通信距离越长，波特率越高，线径越细，线路质量越差，转换器质量越差，转换器电能供应不足（无源转换器），防雷保护越强，实际负载数量就会减少。

大多数工程师习惯使用5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。

（1 普通网线无屏蔽层，不能防止共模干扰。

(2)不能使用线径过细的网线，会降低传输距离和可挂设备，至少0.4mm平方或标准网线。

(3)与多芯线相比，网络线为单股铜线容易断裂。

为什么要接地？

485收发器在规定的共模电压-7V至 12V只有在两者之间，我们才能正常工作。如果超出此范围，会影响通信，严重损坏通信接口。共模干扰会增加上述共模电压。消除共模干扰的有效手段之一是使用485通信线的屏蔽层作为接地线，将机具、计算机等网络中的设备连接在一起，并稍微可靠地连接到接地。

3.485通信线怎么走？

通信线应尽可能远离高压电线、荧光灯等干扰源。当通信线不能与电源线等干扰源垂直时，通信线应垂直于电源线，不能平行，更不用说捆绑在一起，并采用高质量的双绞线。

4.为什么485总线采用手拉手结构而不是星形结构？

星形结构会产生反射信号，从而影响485通信。从总线到每个终端设备的分支长度应尽可能短，一般不超过5米。如果分支没有连接到终端，就会有反射信号，这会对通信造成很强的干扰删除，最好RS485设备两端接120Ω终端电阻。

拉手连接如图所示：

图一

星形连接如图所示：

图二

5.485总线设备与设备之间能有接触吗？

在同一网络系统中，使用相同的电缆，以尽量减少线路中的接头。确保焊接良好，包扎紧密，避免松动和氧化。确保一个单一和连续的信号通道作为总线。

6.共模干扰和差模干扰是什么？如何消除通讯线上的干扰？

485通信线由两条双绞线组成，通过两条通信线之间的电压差传输信号，称为差分电压传输。差模干扰在两条信号线之间传输，属于对称干扰。消除差模干扰的方法是在电路中增加偏差电阻（球机中的匹配电阻），并使用双绞线；共模干扰在信号线和地面之间传输，属于不对称干扰。消除共模干扰的方法包括：

(1)使用屏蔽双绞线并有效接地。

(2)强电场也应考虑镀锌管屏蔽。

(3)布线时远离高压线，高压电源线和信号线不能捆绑在一起。

(4)采用线性稳压电源或优质开关电源(纹波干扰小于50mV)。

7.在485总线上增加终端电阻的情况下？

一般不需要增加终端电阻，只需在485通信距离超过300米的情况下，在485通信的开始和结束时增加终端电阻。特别是当485总线上设备数量较少时。当设备数量较多(如超过22台)时。一般不需要增加终端电阻，因为终端电阻会降低485总线的负载能力，球机终端120Ω匹配电阻的连接方式如下：球机终端120Ω匹配电阻可通过球机底盘上的拨码开关拨码连接，如下图所示。球机出厂时，120Ω默认情况下，匹配电阻是未接入的，拨号开关的第10位可以拨到ON，把120Ω匹配电阻接入线路。相反，如果不接入120，Ω匹配电阻，将第10位拨到OFF即可。

图三

8.实际应用中的问题

在实际施工中，用户经常使用星形连接。此时，终端电阻必须连接到两个离线最远的设备（如图4所示，1#和15#设备），但由于连接模式不一致RS485工业标准的使用要求，当设备线路距离较远时，容易出现信号反射、抗干扰能力下降等问题，导致控制信号的可靠性下降。此时，球机完全无法控制，或自行操作无法停止。

图四

对于这种情况，建议采用增加一个RS485分配器。该产品能有效地将星形连接转化为一致RS如图5所示，485工业标准规定的连接方式可以避免问题，提高通信可靠性。

图五

9推荐无中继最大传输距离

(1)普通双绞屏蔽电缆 STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 20 AWG ，电缆外径7.7mm左右。适用于室内、管道和一般工业环境。使用时，屏蔽层的一端接地！

(2) 普通双绞屏蔽电缆 STP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，电缆外径8.2mm左右。适用于室内、管道和一般工业环境。使用时，屏蔽层的一端接地！

(3) 铠装双绞屏蔽电缆 ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，电缆外径12.3mm左右。可用于干扰严重、鼠害频繁、防雷防爆要求高的场所。使用时，建议装甲层两端接地，最内层屏蔽一端接地

四、RS485常见故障及解决方案

一、如何预防故障？

提出以下建议，减少通信故障。

1.建议用户使用和购买厂家提供的485转换器或厂家推荐的485转换器。

2.制造商将对配套的485转换器进行大量测试，并要求485转换器制造商根据其固定的性能参数进行生产和质量测试，因此与门禁设备具有良好的兼容性。不要贪图便宜购买杂牌制造商的485转换器。

3.严格按照485总线施工规范施工，杜绝任何侥幸心理。

4.对线路长、负荷大的485总线工程采用科学预留的解决方案。

5.如果通信距离过长， 如果超过500米，建议使用中继器或485米HUB来解决。

6.如果负载过多，如果总线超过30台，建议使用485台HUB解决问题。

7.现场调试配备所有调试设备。现场调试必须携带几个可以连接长距离和多负荷的转换器和一个常用的计算机笔本、测试通路断路的万用表，几个120欧姆的终端电阻。

二、采用485总线结构常见的几种通讯故障有下面几种？

1、通讯不上，无反应。

2、可以上传数据，但不可以下载数据。

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。

三、出现故障了有哪些调试方法呢？

在调试前首先要确保设备接线正确，且施工合乎规范。可以根据遇到的问题采用下面几种调试方法。

1、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。

2、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。

3、中间分段断开法:

通过从中间断开来检查是否设备负载过多、通讯距离过长、某台设备对整个通讯线路的影响等。

4、单独拉线法: 

单独简易拉一条线到设备，这样可以用来排除是否是布线引起了通讯故障。

5、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。

6、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，用它来替换客户电脑进行通讯，如果正常，则表明客户的电脑的串口有可能被损害或者受伤。