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电表RS485总线的布线规范及注意事项
日期:2018-08-16 | 阅读: 0次
        RS485总线的布线规范及注意事项 一、布线概述 1.通信采用RS-485总线的线材选用要求: 使用2芯(电表)或4芯(水表)屏蔽双绞线,铜质,线径0.5~1.0平方毫米,阻抗38~88欧姆/公里,容抗30~50纳法/公里,?#31034;?0毫米的2芯屏蔽双绞线(如果线的距离不超过500米可以适当降低线的标准,但必须为双绞线。 2.系统的总线: 由两个或多个相互间具有物理连接的设备组成,单根485双绞线最多?#24066;?#25346;接40个设备(电表或水表),单根485线具体挂接设备数量根据现场实际情况进行调整,成本和施工条件?#24066;?#30340;情况下,单根485双绞线挂接32个设备为最优情况,且在不加中继器的情况下,总线长度(?#24067;?#21333;根485双绞线上所有挂接设备使用的485双绞线总长)不大于1200米。 3.系统总线不应出?#22336;?#25903;情况,如分支不可避免,则必须满足以下三条要求: ● 分支长度不大于10米; ● 总线长度之和不超过800米; ● 该分支线上的设备总数不得超过40个。 ● 所有通信信号线应尽量远离干扰源,信号线应走弱电井,不能与强电(如220伏住宅电源)或射频信号线路(如CATV、大信号音频线)并行走线,若并行走线,距离应大于0.5米。在极端条件下,485通信线可以和强电线路混合走线,如改造工程,在此种条件下,尽可能降低传输速率,如采用1200波特率,以提高稳定性。 ● 所有线路的接点必须采用焊接或镙丝卡紧的连接?#32478;劍?#24182;做防水及防潮处理,例如,可将对接点焊接后用防水胶带缠紧或用环氧树脂密封处理。 4.信号共地: ● 同一个网段上的所有设备必须具有统一的信号地,以避免?#26448;?#24178;扰。 ● 集中供电时,把同一个网段上的所有电源(包括通讯设备的?#28304;?#30005;源)的直流负极直接接到?#40644;?#32452;成公共信号地,此时信号地即直流电源地。 5. 总线使用线材推荐选型(2X0.75和2X1.0比较常用) 布线距离 信号线 电源线 200米内 2*0.3mm2,双绞,护套线 2*0.5mm2,平行,护套线 200-500 2*0.5mm2,双绞,护套线 2*0.75mm2, 平行,护套线 500-1200 2*0.75mm2,屏蔽双绞,护套线 2*1.0mm2, 平行,护套线 1200米以上 2*1.0mm2,屏蔽双绞,护套线 在1200处加中继器 2*1.5mm2,以上, 平行,护套线 二、485布线注意事项: 布线方法?#21644;?#32476;采用总线型结构?#21644;?中a、c、e三种连接?#32478;?#19981;正确(其中a、e是分叉连接,c是星型连接),正确的?#32478;接?#25353;b、d、f三种。不恰当的网络连接在近距离、低速率的情况下可能能够正常工作,但距离加长、速率提高时,影响通讯稳定。 图1 1.485通信线必须用屏蔽双绞线,最好多股备用,总长不超过1200米;线长大于1200米时,必须采用485中继器。采购时,?#35805;?#26159;一捆200米。根据实际情况,可以做成300米或更长的单件米数。 需要说明的是,从RS485接口到负载其数据信号传输所?#24066;?#30340;最大电缆长度与信号传输的波特率成反比,这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所影响。理论上RS485的最长传输距离能达到1200米,但在实际应用中传输的距离要比1200米短,具体能传输多远视周围环境而定。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大,最多可以加八个中继,?#24067;?#29702;论上RS485的最大传输距离可以达到9.6公理。当现场情况需要长距离传输时,可以采用光纤为传播介质,收发两端各加一个光电转?#40644;鰨?#22810;模光纤的传输距离是5~10公里,而采用单模光纤可达50公里的传播距离。 2.布线尽量远离高压电线、?#23637;獾频?#24178;扰源,通信线不能与电源线等干扰源避开时通信线应与电源线垂直,不能平行,更不能捆扎在?#40644;穡?#24182;采用质量高的双绞线走线,不要与电源线并行,更不能捆扎在?#40644;稹?3.交流供电的设备及机箱一定要真实接地,而且接地良好。 4.用屏蔽线将所有485设备的GND地连接起来。 5.在最后一台485设备的485+和485-上并接 120欧姆的终端电阻以保证信号的稳定性。在实际当中,随着器件制造水平的进步,此电阻基本可以省略。 6.485布线完成后需要检测总线的通断,方法如下: ①电表/水表未通电时:将485双绞线的一端短接,使用万用表的通?#31995;?#22312;485双绞线另一端检测,一个表笔接一根线,当总线为通时,万用表的蜂鸣器会发生“滴”的响声,当总线有虚接、断路等情况时,蜂鸣器没有反应。 ②电表/水表通电后且系统稳定运行时:使用万用表的直流电压档检测表端485端口的电压,红表笔接485的正,黑表笔接485的负,如万用表显示电压在3~6V时,485总线正常,无虚接、断路等情况。 7.485总线一定要是“手拉手”式的总线结构,避免星型连接和分叉连接。网络拓扑(布线)?#35805;?#37319;用终端匹配的单总线型结构,不支持环形或星形网络,如图2所示。 在构建网络时,应注意如下几点: (1)采用一条双绞线电缆作总线,将各个节点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。有些网络连接(星型、分叉连接等)尽管不正确,在短距离、低速率仍可能正常工作,但随着通信距离的延长或通信速率的提高,其不?#21152;?#21709;会越来越?#29616;兀?#20027;要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加,会造成信号质量下降。 (2)应注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性: ①总线的不同区段采用了不同电缆; ②某一段总线上有过多收发器紧靠在?#40644;?#23433;装; ③过长的分支线引出到总线。 总之,应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。 在RS485组网过程中另一个需要主意的问题是终端负载电阻问题,在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻整个网络能很好的工作但随着距离的增加?#38405;?#23558;降低。理论上,在每个接收数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握,?#30340;?#23545;于什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配的判断原则是:当信号的转换时间(上升或下降时间)超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上?#26412;?#21487;以不加匹配。 三 485网络现场测试方法。 3.1 现场设备布线完毕后,需要通过用串口软件测试的方法,检测设备的连接情况。?#35805;?#24773;况下,需要依次读取设备的数据,以验证连接的正确与否。 3.2若所有只设备检测完毕且正常,那么需要进一步检测网络的稳定性。即选取一台设备,进行每隔一定时间(比如2秒钟)自动抄读一遍,?#20013;?0分钟,观察监控数据是否正确,有无乱码或数据包错误。也是采用串口软件测试工具来进行。 3.3 若发现抄读失败,?#35805;?#26159;:设备断电,485接线A,B颠倒,设备地址错误,485通信线因为某种原因不通(如节点未压紧或压在导线皮上了),或者是你的测试电脑通信口不正确,或者通信协议不正确。若发现有时成功有时失败,则有可能是总线所带设备过多,或者?#19988;?#20026;布线条件所限和强电同槽。解决办法是,减少设备,或者是将485屏蔽线?#25165;?#25968;个接地点,也可以采取降级传输速率,如采用波特率1200等办法。
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