RS-485總線通信故障的處理

RS-485總線通信模式由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、通信距離和數(shù)據(jù)傳輸速率適當(dāng)?shù)忍攸c(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于儀器儀表、智能化傳感器集散控制、樓宇控制、監(jiān)控報(bào)警等領(lǐng)域。但RS485總線存在自適應(yīng)、自保護(hù)功能脆弱等缺點(diǎn)，如不注意一些細(xì)節(jié)的處理，常出現(xiàn)通信失敗甚至系統(tǒng)癱瘓等故障，因此提高RS-485總線的運(yùn)行可靠性至關(guān)重要。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。

總線節(jié)點(diǎn)以菊花鏈或總線拓?fù)浞绞铰?lián)網(wǎng)。也就是說(shuō)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過(guò)很短的線頭連接到主線纜。該接口總線通常設(shè)計(jì)為用于半雙工傳輸，也就是說(shuō)它只用一對(duì)信號(hào)線，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)只能在不同時(shí)刻出現(xiàn)在信號(hào)線上。

至于RS485電纜（RS485轉(zhuǎn)RS232） ，在一般場(chǎng)合采用普通的雙絞線就可以，在要求比較高的環(huán)境下可以采用帶屏蔽層的同軸電纜。

光電隔離電路
在某些工業(yè)控制領(lǐng)域，由于現(xiàn)場(chǎng)情況十分復(fù)雜，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在很高的共模電壓。雖然RS-485接口采用的是差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾的能力，但當(dāng)共模電壓超過(guò)RS-485接收器的極限接收電壓，即大于+12V或小于－7V時(shí)，接收器就再也無(wú)法正常工作了，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。
解決此類問(wèn)題的方法是通過(guò)DC-DC將系統(tǒng)電源和RS-485收發(fā)器的電源隔離；通過(guò)光耦將信號(hào)隔離，徹底消除共模電壓的影響。

信號(hào)的反射（并接終接電阻進(jìn)行匹配）
在通信過(guò)程中，有兩種信號(hào)因?qū)е滦盘?hào)反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。 阻抗不連續(xù)，信號(hào)在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒(méi)有，信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射。這種信號(hào)反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個(gè)與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號(hào)在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個(gè)同樣大小的終端電阻。

總線隔離 （在接口線與總線間串接低阻且跨接二極管）
RS-485總線為并接式二線制接口,一旦有一只芯片故障就可能將總線 “拉死”,因此對(duì)其二線口 VA ,VB 與總線之間各串接一只 4～10 Ω的 PTC 電阻,同時(shí)與地之間各跨接5 V 的 TVS 二極管,以消除線路浪涌干擾。此外應(yīng)該合理選用芯片。例如,對(duì)外置設(shè)備為防止強(qiáng)電磁沖擊,建議選用防雷擊芯片。

地線問(wèn)題
（1）共模干擾問(wèn)題
RS一485接口采用差分方式傳輸信號(hào)，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但應(yīng)該注意的是，收發(fā)器只有在共模電壓不超出一定范圍(一7~+12 V)的條件下才能正常工作。當(dāng)共模電壓超出此范圍就會(huì)影響通信的可靠，直至損壞接口。

（2）電磁干輻射（EMI）問(wèn)題
驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路,如果沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道(信號(hào)地) ,就會(huì)以輻射的形式返回源端,整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。因此,盡管是差分傳輸,對(duì)于 RS 485 網(wǎng)絡(luò)來(lái)講,一條低阻的信號(hào)地還是需要的。