智能儀表RS485簡(jiǎn)介

雙華智能溫度儀表是隨著80年代初單片機(jī)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的，現(xiàn)在世界儀表市場(chǎng)基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業(yè)信息化的需要，企業(yè)在儀表選型時(shí)其中的一個(gè)必要條件就是要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口。zui初是數(shù)據(jù)模擬信號(hào)輸出簡(jiǎn)單過程量，后來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，但這種方式不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。隨后出現(xiàn)的RS485解決了這個(gè)問題。下面我們就簡(jiǎn)單介紹一下RS485。

  智能溫度儀表RS485接口

         RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，＋2V～＋6V表示“0"，- 6V～- 2V表示“1"。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上zui多可以掛接32個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A"、“B"端連接起來。而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因：(1)共模干擾問題： RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI問題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(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。

     智能溫度儀表由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路：(1)通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)，對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。(2)通過PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號(hào)為RS485類型的擴(kuò)展卡。

RS485電纜

       智能溫度儀表 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。在使用RS485接口時(shí)，對(duì)于特定的傳輸線路，從RS485接口到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的zui大電纜長度與信號(hào)傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢?，這個(gè)長度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所影響。理論上RS485的zui長傳輸距離能達(dá)到1200米，但在實(shí)際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x要比1200米短，具體能傳輸多遠(yuǎn)視周圍環(huán)境而定。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，zui多可以加八個(gè)中繼，也就是說理論上RS485的zui大傳輸距離可以達(dá)到9.6公理。如果真需要長距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是5~10公里，而采用單模光纖可達(dá)50公里的傳播距離。

 RS485布網(wǎng)

     智能溫度儀表網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

      (1)采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響zui低。有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長或通信速率的提高，其不良影響會(huì)越來越嚴(yán)重，主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(hào)疊加，會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降。

       (2)應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生信號(hào)的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。

     總之，應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)的信號(hào)通道作為總線。

    在RS485組網(wǎng)過程中另一個(gè)需要主意的問題是終端負(fù)載電阻問題，在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負(fù)載電阻整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能很好的工作但隨著距離的增加性能將降低。理論上，在每個(gè)接收數(shù)據(jù)信號(hào)的中點(diǎn)進(jìn)行采樣時(shí)，只要反射信號(hào)在開始采樣時(shí)衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實(shí)際上難以掌握，美國MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗(yàn)性的原則可以用來判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長度時(shí)需要進(jìn)行匹配：當(dāng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間(上升或下降時(shí)間)超過電信號(hào)沿總線單向傳輸所需時(shí)間的3倍以上時(shí)就可以不加匹配。

      智能溫度儀表一般終端匹配采用終端電阻方法， RS-485應(yīng)在總線電纜的開始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò)中取120Ω。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻，因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡(jiǎn)單有效，但有一個(gè)缺點(diǎn)，匹配電阻要消耗較大功率，對(duì)于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。但電容C的取值是個(gè)難點(diǎn)，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進(jìn)行折衷。 還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實(shí)現(xiàn)真正的“匹配"，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號(hào)，達(dá)到改善信號(hào)質(zhì)量的目的，節(jié)能*。

        zui近兩年一些公司基于部分企業(yè)信息化的實(shí)施已完成，工廠中已經(jīng)鋪設(shè)了延伸到車間每個(gè)辦公室、控制室的局域網(wǎng)的現(xiàn)狀，推出了串口服務(wù)器來取代多串口卡，這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線路投資，節(jié)約成本，相當(dāng)于通過tcp/ip把多串口卡放在了現(xiàn)場(chǎng)。

 RS485和其它總線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別：

   我們把工業(yè)網(wǎng)絡(luò)歸結(jié)為三類：RS485網(wǎng)絡(luò)、HART網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。

 HART網(wǎng)絡(luò)：HART是由現(xiàn)在的艾默生提出一個(gè)過度性總線標(biāo)準(zhǔn)，他主要是在4~20毫安電流信號(hào)上面疊加數(shù)字信號(hào)，物理層采用BELL202頻移鍵控技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)部分智能儀表的功能，但此協(xié)議不是一個(gè)真正意義上開放的標(biāo)準(zhǔn)，要加入他的基金會(huì)才能拿到協(xié)議，加入基金會(huì)要一部分的費(fèi)用。技術(shù)主要被國外幾家大公司壟斷，近兩年國內(nèi)也有公司再做，但還沒有達(dá)到國外公司的水平?，F(xiàn)在有很大一部分的智能儀表都帶有HART圓卡，都具備HART通訊功能。但從國內(nèi)來看還沒有真正利用其這部分功能，zui多只是利用手操器對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，沒有發(fā)揮出HART智能儀表應(yīng)有的功能，沒有聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控。從長遠(yuǎn)來看由于HART通信速率低組網(wǎng)困難等原因，HART儀表的采購量會(huì)程下滑趨勢(shì)，但由于HART儀表已經(jīng)有十多年的歷史現(xiàn)在在裝數(shù)量非常的大，對(duì)于一些系統(tǒng)集成商來說還有很大的可利用空間。

    現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著自動(dòng)化控制技術(shù)又一個(gè)新時(shí)代的開始?，F(xiàn)場(chǎng)總線是連接設(shè)置在控制現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備的數(shù)字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡(luò)。其關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)近年來成為上自動(dòng)化和儀器儀表發(fā)展的熱點(diǎn)，它的出現(xiàn)是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了革命性的變化，是自控系統(tǒng)朝著智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化的方向邁進(jìn)，形成新型的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布式控制系統(tǒng)---現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)。但是現(xiàn)在的現(xiàn)場(chǎng)總線的各種標(biāo)準(zhǔn)并行存在并且都有自己的生存領(lǐng)域，還沒有形成真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵是看不到什么時(shí)候能形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)也不夠成熟。另外現(xiàn)場(chǎng)總線的儀表種類還比較少可供選擇的余地小，價(jià)格也偏高，從zui終用戶的角度看大多還處于觀望狀態(tài)，都想等到技術(shù)成熟之后在考慮，現(xiàn)在實(shí)施的少。

        RS485網(wǎng)絡(luò)：RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種布網(wǎng)方式，其特點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)單方便 ，而且現(xiàn)在支持RS485的儀表又特多，特別是在油品行業(yè)RS485/MODBUS簡(jiǎn)直是一統(tǒng)天下，現(xiàn)在的儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持RS485/MODBUS，原因很簡(jiǎn)單，象原來的 HART儀表想買一個(gè)轉(zhuǎn)換口非常困難 而且價(jià)格昂貴，RS485的轉(zhuǎn)換接口就便宜的多而且種類繁多。至少在低端市場(chǎng)RS485/MODBUS還將是zui主要的組網(wǎng)方式，近兩三年內(nèi)不會(huì)改變。

我公司生產(chǎn)：智能數(shù)字顯示控制儀表，智能溫度儀表，控制溫度儀表，多路溫度儀表，同時(shí)顯示溫度儀表，多功能顯示儀表，S型溫度儀表，K型溫度儀表，E型溫度儀表，PT100溫度儀表，數(shù)字顯示溫度儀表，鉑銠熱電偶溫度儀表，無紙記錄儀，有紙記錄儀等需要我！

智能溫度儀表熱電偶顯示器雙華儀表智能溫度儀表熱電偶顯示器雙華儀表智能溫度儀表熱電偶顯示器雙華儀表