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2024-10-26 10:36
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通信, 通信协议, RS, RS485, 总线
关于RS485RS-485是一种标准通讯接口，RS（Recommended Standard）推荐标准的意思，485是标识号。使用485通信，一般只需要两根线，A,B 或者+,-两根线。这属于一种差分信号电平通信。总线的接线方式，广泛应用于数据采集和工业控制，它的主要优点之一是它允许将多个RS485设备放在同一条总线上，可以方便地实现多点数据传输和控制。在不使用中继器的情况下，也可以实现较长的通信距离。下面是常见的支持RS485的物理接头。RS485通信特性挂接设备一条RS485总线上可以挂载多少个RS485设备，这个问题会经常被问到。具体的数量由RS485转换器的负载能力决定，正常来说，RS485芯片的负载能力有三个级别，这三个级别依次可以挂载32台、128台和256台。通常，我们使用的RS485转换器负载能力是32台，而且也不建议在一条RS485总线上挂载太多，挂载越多，出现问题处理越麻烦。如果设备确实很多，可以通过扩展RS485总线的数量来分担负载压力，比如100台RS485设备，分4个RS485总线，每个总线挂载25台。传输距离：RS485理论上最远通讯距离是1200米，如果距离超过1200米，可以使用485中继器(延长器)来延长，理论上最远可延长到3000米。高速率：RS485的数据传输速率可以达到10Mbps，但如果是在长距离传输时会降低速率以保证信号质量。一主多从：Modbus协议在报文层设计了设备地址，这样就可以配合RS485实现一主多从，一主多从可以简化布线、易于管理、节约成本。可能很多人是因为一主多从轮询，认为ModbusRTU通信速度慢。在通信要求不高的情况，使用一主多从是一个非常好的方案，一主多从轮询机制必然会带来通信效率的降低。通信模式：485是半双工通讯，半双工就是设备在同一时刻要么处于收数据状态，要么处于发数据状态，不允许同时收发数据，如RS-485是一种通讯接口标准果你连的设备很多，每台设备的寄存器地址也很多，那么这个通讯周期就会很长。差分信号传输：RS485使用差分信号进行数据传输（A和B两条双绞线来传输信号），这样可以有效抑制共模干扰，提高抗噪能力。支持的协议Modbus RTU：Modbus是一种广泛使用的工业通信协议，Modbus协议简单、易于实现，多用于工业设备间进行数据采集和控制。Profibus-DP：是一种用于工业自动化的总线系统，比较适合高速、实时控制的应用。支持多种设备连接，常用在复杂的工业自动化环境。CANopen：是一种基于CAN（Controller Area Network）总线的应用层协议，某些情况下也可以通过RS485实现。支持分布式实时控制应用，汽车领域使用较多。DeviceNet：是一种用在自动化领域的现场总线标准，Allen-Bradley公司开发，在美国市场占用率较高。DeviceNet协议支持多种设备类型，包括传感器、执行器和控制器。Ethernet/IP：工业以太网协议，名称中的IP是Industrial Protocol（工业协议）的简称，不是网际协议。提供了高速的数据传输能力，并且支持多种工业设备之间的通信。DNP3：专为电力系统设计的通信协议，DNP3协议支持多种通信介质，包括RS485，适用于安全和高可靠性的电力自动化和远程监控系统。DLT645：DLT645协议主要用于电能表的数据采集，也是电表采集最常用最简单的通信协议，可参考DLT645协议-光伏电表数据采集CC-Link：一种开放的现场总线网络协议，支持多种工业设备，可以使用RS485接口。简而言之，PLC 的通讯方式多种多样，每种协议都有其独特的特点和适用场景。基于总线的协议如 Modbus RTU、Profibus、CANopen 等，通常用于相对简单或特定需求的系统；而基于以太网的协议如 Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT 等，则适用于要求更高的复杂自动化系统。选择合适的通讯协议需要综合考虑系统的实时性要求、数据传输速率、安装和维护成本以及现有的基础设施。通过合理选择和配置通讯协议，可以有效提升自动化系统的性能和可靠性。应用场景工业自动化：在工厂自动化系统中，用于连接各种传感器、执行器、PLC（可编程逻辑控制器）等。楼宇自动化：在智能建筑中，用于监控和控制照明、安全、空调系统等。其他应用：包括数据采集、远程监控、POS系统等。RS485通信线缆因其可靠性和灵活性，在工业通信领域得到了广泛应用。
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