Различия Ethernet и RS 485

Обновлено: 05.07.2024

Хотя Ethernet является наиболее часто используемым протоколом связи среди различных типов устройств, от бытовых гаджетов до промышленных устройств, протокол TIA/EIA-485, широко известный как RS-485, по-прежнему широко используется в промышленных устройствах, даже если он старше Ethernet. Давайте посмотрим, почему он все еще используется и почему в Robotiq мы решили использовать его в качестве стандартного протокола связи для наших устройств.

Вы сказали RS-485?

Многие люди часто путаются, когда имеют дело со стандартами связи. Часто такие термины, как «RS-485», «USB» и «Ethernet» взаимозаменяемы, как если бы они могли переключаться и выполнять одну и ту же работу. Но на самом деле стандарт RS-485 — это только стандарт физического уровня. Он определяет электрические характеристики передатчика и приемника. Вдобавок ко всему, прикладной уровень должен использоваться для обработки таких вещей, как адреса устройств, контрольная сумма, коллизия пакетов, топология ведущий/ведомый, построение фрейма и т. д. В случае Ethernet и USB эти протоколы определяют как физический, так и прикладной уровень. в их стандарте связи.

Если вы заблудились, давайте проведем аналогию с человеческим общением. Мы, люди, используем свой голос как передатчик, а уши — как приемник. Это наш физический уровень, то, как мы передаем информацию. Другим примером физического уровня в нашу цифровую эпоху также может быть SMS, которое передает наши сообщения. С нашей точки зрения, это все еще физический уровень. Прикладной уровень в случае людей — это язык. Вот так мы систематизируем информацию. Их сотни, и даже если они используют один и тот же физический уровень, они не обязательно совместимы.

Почему RS-485 выжил в Ethernet

Ethernet (IEEE 802.3) — наиболее широко используемый в настоящее время сетевой протокол. Это также стандарт последовательной связи. Поскольку он используется во многих современных сетях, возникает вопрос, почему он не заменил RS-485 и другие его разновидности (RS-232, RS-422).

При сравнении RS-485 с Ethernet оба имеют свои преимущества и недостатки. Основным недостатком RS-485 является его ограниченная скорость передачи данных, максимальная скорость которой составляет 10 Мбод. RS-485 разработан для топологии master/slave. В этой системе ведущий опрашивает каждое подчиненное устройство, ждет ответа, а затем опрашивает следующее подчиненное устройство. Это обеспечивает детерминированное поведение, избегая коллизий пакетов данных. Однако Ethernet не имеет встроенных методов предотвращения коллизий пакетов данных. В таких приложениях, как управление технологическим процессом или управление роботом, для нас детерминированное поведение является обязательным, в то время как скорость связи обычно более чем достаточно высока. Связь на более низких скоростях также имеет то преимущество, что она более устойчива к шуму, присутствующему в промышленных условиях.

Стандарт RS-485

Предупреждение. В стандартных приложениях, когда устройство Robotiq подключается напрямую к контроллеру робота с помощью прилагаемого кабеля (обычно 5 или 10 м) и когда захват является единственным устройством на коммуникационной шине, обычно не требуется особых мер для заставить работать коммуникационную шину. Но для людей, которые намерены подключить наш продукт к специальной шине или использовать более длинный кабель, чем предоставленный Robotiq, следует обратить внимание на следующую концепцию.

RS-485 поддерживает до 32 драйверов и до 32 приемников в полудуплексной многоабонентской конфигурации. Входная чувствительность приемника составляет ±200 мВ, что означает, что для распознавания бита 1 или 0 приемник должен видеть уровни сигнала от +200 мВ до -200 мВ. Минимальное входное сопротивление приемника составляет 12 кОм, а выходное напряжение драйвера составляет минимум ± 1,5 В, максимум ± 5 В. Вот пример многоабонентской шины RS-485.

Длина кабеля

RS-485 может передаваться на расстояние до 1200 м (4000 футов) при скорости передачи данных ниже 100 000 бит/с. При более высоких скоростях передачи данных длину кабеля необходимо уменьшить, как показано в таблице ниже.

Длинный кабель может действовать как линия передачи, и в этом случае следует позаботиться о правильном подключении сети. Давайте рассмотрим наиболее важные характеристики сети, которые необходимо точно контролировать.

Топология сети

Топология сети определяет способ соединения устройств друг с другом. На изображении ниже показаны некоторые распространенные топологии.Среди этих возможностей наилучшей сетевой топологией для RS-485 является гирляндная цепочка (или линия), потому что эта топология имеет наименьшее влияние на целостность сигнала. Шинная топология (магистраль с использованием ответвлений) подходит, но по мере увеличения длины каждого ответвления максимальная скорость передачи данных будет уменьшаться из-за искажения сигнала на линии связи.

Витая пара

Использование кабеля витой пары для RS-485 помогает уменьшить электромагнитные помехи. Витая пара позволяет шуму в линии быть эквивалентным на обоих проводах. Шум все еще присутствует, но поскольку приемник смотрит на разницу между двумя сигналами, шум не влияет на эту разницу, и, таким образом, приемник может точно восстановить исходный сигнал в конце.

Нагрузочный резистор

Заделка кабеля — это добавление резистора к дифференциальным линиям на обоих концах кабеля. Целью этого является уменьшение или устранение коэффициента отражения на линии, вызванного несоответствием импеданса. Сопротивление в случае стандарта RS-485 определяется как 120 Ом. Это отражение может привести к помехам на входе приемника и повлиять на целостность сигнала. Это явление сильно коррелирует со скоростью передачи данных и длиной кабеля. Таким образом, в некоторых случаях, когда используются низкие скорости передачи данных и короткие кабели, RS-485 может работать без согласующего резистора. Но в качестве меры предосторожности и во избежание каких-либо проблем всегда следует использовать резисторы.

RS-485 в Robotiq

Мы решили стандартизировать наши продукты, используя RS-485 еще в 2013 году по многим причинам, но главным образом потому, что он устойчив к шуму, прост и эффективен. Это также широко используемый протокол среди промышленных устройств, что означает, что ресурсы можно легко найти в Интернете. Устройства Robotiq, такие как 2-Finger 85 и FT 150, поставляются с RS-485. Modbus RTU используется в качестве нашего протокола связи. Эти устройства имеют согласующий резистор, который можно легко активировать с помощью программного обеспечения пользовательского интерфейса, которое мы предоставляем. Кроме того, универсальный контроллер Robotiq поддерживает многие другие промышленные протоколы, такие как: Ethernet/IP, TCP/IP, DeviceNet, CANopen и EtherCAT.

Надеюсь, что эта запись в блоге показалась вам информативной и помогла вам понять, что такое RS-485. Если вы хотите узнать больше о различных коммуникационных протоколах, мы составили «Шпаргалку по коммуникационным протоколам», которую можно скачать по ссылке ниже.

Зачем использовать RS232 и RS485 и в чем реальная разница между RS422 и RS485? Во-первых, давайте определим каждый из них. Имейте в виду, что все три считаются ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМИ, в отличие от IEEE-488, который является ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ .

Протокол RS232

Определенно самый популярный интерфейс, а также один из первых. Однако вскоре все может измениться по понятным причинам. Любой приобретаемый ПК будет иметь один (а иногда и несколько) порт RS232. Иногда их называют просто ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМИ ПОРТАМИ, однако это может вызвать путаницу, поскольку доступны и другие последовательные интерфейсы. RS232 широко используется, потому что он легко доступен. Однако у него есть некоторые недостатки. Вот некоторые из них:

Ограниченное расстояние — длина кабеля ограничена 50 футами или менее. Многие утверждают, что идут дальше, но это не рекомендуется и не является частью спецификации RS232.
Чувствительность к шуму — RS232 является несимметричным, что означает, что линии передачи и приема связаны с общим заземлением.
Не многоабонентский. К каждому порту можно подключить только одно устройство с протоколом RS232. Есть некоторые устройства, предназначенные для повторения команды второму устройству того же семейства продуктов, но это очень редко. Это означает, что если у вас есть 3 метра для подключения к ПК, вам потребуется 3 порта или, по крайней мере, мультиплексор RS232.

Протокол RS422

Протокол RS485

RS485 очень похож на RS422. Настолько, что это часто вызывает путаницу.Оба являются многоточечными, и оба могут обмениваться данными на очень больших расстояниях, так зачем же выбирать одно вместо другого? Прежде всего, RS485, как правило, является 2-проводной системой, хотя некоторые производители могут указывать 4-проводную систему RS485, которая встречается гораздо реже и очень похожа на протокол RS422. Важно, чтобы вы определили, какой из них используется при рассмотрении инструмента. Вот некоторые основные различия между двухпроводным интерфейсом RS485 и RS422:

RS485 может иметь несколько устройств управления и несколько устройств прослушивания. RS422 может иметь только одного Commander и несколько Listeners. Например, к одному ПК (Управляющее устройство) можно подключить 10 терморегуляторов (слушателей). ПК может дать указание любому из контроллеров изменить уставку или отправить показания температуры, но ни один из контроллеров не может дать команду другим контроллерам. С RS485 вы можете иметь несколько ПК и несколько контроллеров на одной шине, так что один ПК может отправить команду для изменения уставки, а другой ПК может отправить команду для отправки обратно данных и т. д. Помните, что все устройства на шине должны иметь уникальный адрес устройства, так что только адресованное устройство будет отвечать. (аналогично RS422)
Разводка выводов RS485 проще, так как вы имеете дело только с двумя проводами вместо четырех.
Программировать RS485 сложнее, так как вы отправляете и получаете данные по одним и тем же двум проводам, вам необходимо включать и отключать передатчик в нужное время, чтобы вы могли осуществлять надлежащую связь. Представьте себе отправку команды USD$2SEND из передатчика. Если передатчик вовремя не отключить, то данные, отправляемые другим устройством, будут пропущены. Если передатчик выключается слишком быстро, есть шанс, что часть команды USD$S2END будет усечена до того, как она успеет завершить передачу символьных битов. При программировании съемной карты RS485 вы должны прочитать РЕГИСТР СОСТОЯНИЯ, чтобы определить, пора ли переключаться или нет. Некоторые карты, такие как OMG-ULTRA-485, имеют режим AUTO, в котором он достаточно умен, чтобы делать это автоматически, что делает его прозрачным для программиста. Поскольку RS422 и RS232, если на то пошло, имеют отдельные линии передачи и приема, их проще реализовать. Конечно, есть и другие вопросы, которые следует учитывать, например рукопожатие, но они не будут рассматриваться в этом кратком описании.

Примечание: может быть проще использовать преобразователь rs232 в rs485, который находится вне компьютера. Убедитесь, что преобразователь имеет интеллектуальное управление передатчиками, чтобы он автоматически позаботился о переключении для вас и был прозрачным для пользователя. Затем запрограммируйте устройство так же, как устройство rs422 или rs232. Одним из таких устройств является наша модель cat-285.

Последовательные и USB-конвертеры

Конвертер Serial-to-Ethernet
Это устройство подключает любое последовательное устройство (RS232, RS485) к сети Ethernet. Преобразователь также может отправлять уведомления по электронной почте и имеет SNMP для удаленного управления.

Преобразователи последовательных данных в Ethernet
Устройство преобразует сигналы последовательной связи RS-232 и RS-422/485 в сигнал Ethernet, который может быть прочитан любым компьютером после настройки веб-сервера для настройки.

Конвертер RS232 в RS485
Преобразователь может быть настроен пользователем для преобразования RS232 в RS485. Приемник также работает по-разному в зависимости от того, является ли режим 2-х или 4-х проводным.

Основные различия между RS-232, RS-422 и RS-485

Обозначения RS-232, RS-422 и RS-485 относятся к интерфейсам для передачи цифровых данных. Стандарт RS-232 более известен как обычный компьютерный COM-порт или последовательный порт (хотя Ethernet, FireWire и USB также можно рассматривать как последовательный порт). Интерфейсы RS-422 и RS-485 широко используются в промышленности для подключения различного оборудования.

В таблице показаны основные различия между интерфейсами RS-232, RS-422 и RS-485.

< /th> < /tr>

Имя порта	RS-232	RS-422	RS-485
Тип передачи	Полный дуплекс	Полный дуплекс	Полудуплекс (2 провода), полный дуплекс (4 провода)
Максимальное расстояние	15 метров при 9600 бит/с	1200 метров при 9600 бит/с	1200 метров при 9600 бит/с
Используемые контакты	TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GND*	TxA, TxB, RxA, RxB, GND	DataA, DataB, GND
Топология	Point- точка-точка	Точка-точка	Несколько точек
Макс. Количество подключенных устройств	1	1 (10 устройств в режиме приема)	32 (с повторителями большего размера, обычно до 256)

* Для интерфейса RS-232 нет необходимости использовать все контактные линии.Обычно используются линии заземления TxD, RxD и GND, остальные линии нужны для управления потоком данных. Подробнее об этом вы узнаете из статьи.

Информация, передаваемая по интерфейсам RS-232, RS-422 и RS-485, структурирована как протокол, например, в промышленности широко используется протокол Modbus RTU.

Описание интерфейса RS-232

Интерфейс RS-232 (TIA/EIA-232) предназначен для организации передачи данных между передатчиком или терминалом (Data Terminal Equipment, DTE) и приемником или коммуникационным оборудованием (Data Communications Equipment, DCE) в схема «точка-точка».

Скорость RS-232 зависит от расстояния между устройствами, обычно на расстоянии 15 метров скорость составляет 9600 бит/с. На минимальном расстоянии скорость обычно составляет 115,2 кбит/с, но есть оборудование, поддерживающее скорость до 921,6 кбит/с.

Информация по интерфейсу RS-232 передается в цифровом виде логическими 0 и 1.
Логическая "1" (MARK) соответствует напряжению в диапазоне от -3 до -15 В.
Логический "0" (ПРОБЕЛ) соответствует напряжению в диапазоне от +3 до +15 В.

В дополнение к двум линиям приема и передачи на RS-232 доступны специальные линии для аппаратного управления потоком данных и другие функции.

Для подключения к RS-232 используется специальный разъем D-sub, обычно 9-контактный DB9, реже используется 25-контактный DB25.

Мужчина - "папа" (вилка, штырь)
Женщина - "мать" (гнездо, розетка).

Распиновка разъема DB9 для RS-232

Сращивание кабеля DB9 для RS-232

Существует три типа подключения устройств к RS-232: терминал-терминал DTE-DTE, терминал-коммуникационное оборудование DTE-DCE, модем-модем DCE-DCE.

Кабель DTE-DCE называется "прямым кабелем", потому что контакты соединены один к одному.

Кабель DCE-DCE называется "нуль-модемным кабелем" или, по-другому, перекрестным кабелем.

Распиновка прямого кабеля DB9 для RS-232

Распиновка нуль-модемного кабеля DB9 для RS-232

Таблица с распиновкой разъемов DB9 и DB25.

< tr>

DB9	DB25	Обозначение	Имя
1	8	CD	Обнаружение несущей
2	3	RXD	Получить данные
3	2	TXD	Передача данных
4	20	DTR	Данные Терминал готов
5	7	GND	Земля системы
6	6	DSR	Набор данных готов
7	4	RTS	Запрос на отправку
8	5	CTS	Очистить для отправки
9	22	RI	Индикатор звонка

Для работы с устройствами RS-232 обычно требуется всего 3 контакта: RXD, TXD и GND. Но некоторые устройства требуют, чтобы все 9 контактов поддерживали функцию управления потоком.

Структура передаваемых данных в RS-232

Одно сообщение, отправляемое по RS-232/422/485, состоит из стартового бита, нескольких битов данных, бита четности и стопового бита.

Стартовый бит — это бит, обозначающий начало передачи, обычно 0.

Биты данных — 5, 6, 7 или 8 бит данных. Первый бит является младшим битом.

Четность (EVEN) принимает такое значение, чтобы количество единиц в сообщении было четным
Нечетность (ODD) принимает такое значение, при котором количество единиц в сообщении является нечетным
Всегда 1 (MARK), бит четности всегда будет равен 1
Всегда 0 (ПРОБЕЛ), бит четности всегда будет равен 0
Не используется (НЕТ)

Стоповый бит — бит, указывающий на завершение передачи сообщения, может принимать значения 1, 1,5 (Бит данных = 5), 2. Например, сокращение 8E1 означает, что передается 8 бит данных, бит четности используется в режиме EVEN, а стоповый бит занимает один бит.

Управление потоком в RS-232

Чтобы не потерять данные, существует механизм управления потоком данных, который позволяет временно остановить передачу данных, чтобы предотвратить переполнение буфера.

Есть аппаратный и программный метод управления.

В аппаратном методе используются выходы RTS/CTS. Если передатчик готов к отправке данных, то он устанавливает сигнал на линии RTS. Если приемник готов к приему данных, он устанавливает сигнал на линии CTS. Если один из сигналов не установлен, передачи данных не произойдет.

В программном методе используются символы Xon и Xoff (в символе ASCII Xon=17, Xoff=19), передаваемые по тем же линиям связи TXD/RXD, что и основные данные, вместо пинов. Если данные не могут быть получены, приемник передает символ Xoff. Для возобновления передачи данных отправляется символ Xon.

Как проверить работу RS-232?

При использовании 3-х контактов достаточно замкнуть между собой RXD и TXD. Тогда все переданные данные будут приняты обратно. Если у вас полноценный RS-232, то нужно распаковать специальную заглушку. В нем должны быть подключены следующие контакты:

DB9	DB25	Connect
1 + 4 + 6	6 + 8 + 20	DTR -> CD + DSR
2 + 3	2 + 3	Tx -> Rx
7 + 8	4 + 5	RTS -> CTS

Описание интерфейса RS-422

Интерфейс RS-422 аналогичен интерфейсу RS-232. Позволяет одновременно отправлять и получать сообщения по отдельным линиям (полный дуплекс), но использует для этого дифференциальный сигнал, т.е. разность потенциалов между проводниками А и В.

Скорость передачи данных по RS-422 зависит от расстояния и может варьироваться от 10 кбит/с (1200 метров) до 10 Мбит/с (10 метров).

В сети RS-422 может быть только одно передающее устройство и до 10 принимающих устройств.

Линия RS-422 представляет собой 4 провода для передачи данных (2 витых провода для передачи и 2 витых провода для приема) и один общий провод заземления GND.

Скрутка проводов (витая пара) друг с другом позволяет избавиться от наводок и наводок, поскольку помехи действуют одинаково на оба провода, а информация извлекается из разности потенциалов между проводниками А и В одной линии.

Напряжение на линиях данных может быть в диапазоне от -6 В до +6 В.

Логическая разница между A и B больше +0,2 В.

Логическая 1 соответствует разнице между A и B менее -0,2 В.

Стандарт RS-422 не определяет конкретный тип разъема, обычно это может быть клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка RS-422 зависит от производителя устройства и указана в документации на него.

При подключении устройства RS-422 необходимо сделать перекрестие между контактами RX и TX, как показано на рисунке.

Поскольку расстояние между приемником и передатчиком RS-422 может достигать 1200 метров, то для предотвращения отражения сигнала от конца линии ставится специальный согласующий резистор на 120 Ом или «терминатор». Этот резистор устанавливается между RX+ и RX-контактами в начале и конце линии.

Как проверить работу RS-422?

Для тестирования устройств с RS-422 лучше использовать преобразователь с RS-422 на RS-232 или USB (I-7561U). Затем вы можете использовать программное обеспечение для работы с COM-портом.

Описание интерфейса RS-485

В промышленности наиболее распространенным интерфейсом является RS-485 (EIA-485), поскольку в RS-485 используется многоточечная топология, которая позволяет подключать несколько приемников и передатчиков.

Интерфейс RS-485 похож на RS-422 тем, что он также использует дифференциальный сигнал для передачи данных.

RS-485 с 2 контактами, работает в полудуплексном режиме
RS-485 с 4 контактами, работает в дуплексном режиме

В полнодуплексном режиме вы можете одновременно получать и передавать данные, а в полудуплексном режиме либо передавать, либо получать.

В одном сегменте сети RS-485 может быть до 32 устройств, а с помощью дополнительных повторителей и усилителей сигнала до 256 устройств. Одновременно может быть активен только один передатчик.

Скорость работы также зависит от длины линии и может достигать 10 Мбит/с на 10 метрах.

Напряжение на линиях находится в диапазоне от -7 В до +12 В.

Стандарт RS-485 не определяет конкретный тип разъема, но часто это клеммная колодка или разъем DB9.

Распиновка разъема RS-485 зависит от производителя устройства и указана в документации на него.

Подключайте устройства RS-485 с помощью 2 контактов.

Подключайте устройства RS-485 с помощью 4 контактов.

Для согласования с линией на больших расстояниях RS-485 также оснащен согласующими резисторами 120 Ом в начале и конце линии.

Как проверить работу RS-485?

Если у вас есть устройство с RS-485 и вы хотите его протестировать, самое простое — подключить его к компьютеру через преобразователь, например UPort 1150, и использовать специальное программное обеспечение, описанное далее.

Программы для работы с интерфейсами RS-232/422/485

На компьютере интерфейсы RS-232/422/485 будут представлены как обычный COM-порт. Соответственно подходят практически любые программы и утилиты для работы с COM портом.

Каждый производитель выпускает собственное ПО для работы с COM-портом.

Например, компания MOXA разработала набор утилит PComm Lite, одна из которых позволяет работать с COM-портом.

Производитель ICP DAS предлагает утилиту DCON Utility Pro с поддержкой протоколов Modbus RTU, ASCII и DCON. Скачать.

Интерфейс RS-232 соответствует стандарту интерфейса для последовательной передачи данных, установленному Electronic Industries Alliance (EIA). Исходный номер — EIA-RS-232 (232, сокращенно RS232). Он широко используется для периферийных соединений последовательного интерфейса компьютера. Подключайте кабели и механические, электрические, сигнальные и передающие процессы.

Скорость передачи данных, указанная стандартом RS-232-C, составляет 50, 75, 100, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 бод в секунду.

Возможности RS232

RS-232 — это один из основных интерфейсов последовательной связи. Из-за раннего появления стандарта интерфейса RS232 неизбежно наличие недостатков, в основном следующих четырех пунктов:

(1) Уровень сигнала интерфейса высок, что может привести к повреждению чипа схемы интерфейса. Напряжение любой сигнальной линии на интерфейсе RS232 находится в отрицательной логической зависимости. То есть: логика «1» это -3 – 15В; логика «0»: +3 – +15В, запас по шуму 2В. То есть приемник должен распознавать сигнал выше +3 В как логический «0», сигнал ниже -3 В как логическую «1», уровень ТТЛ 5 В как логический положительный и 0 как логический. отрицательный. Несовместимо с уровнем TTL, для подключения к схеме TTL требуется схема сдвига уровня.

(2) Низкая скорость передачи. При асинхронной передаче битрейт составляет 20 Кбит/с; поэтому в макетной плате 51CPLD встроенная скорость передачи данных программы может быть только 19200, что также является причиной.

(3) Интерфейс использует сигнальную линию и сигнальную строку возврата для формирования общей формы наземной передачи. Эта стандартная наземная передача подвержена синфазным помехам, поэтому помехозащищенность слабая.

(4) Дальность передачи ограничена. Максимальное расстояние передачи составляет 50 футов. Он может достигать только около 15 метров.

Обзор RS485

Последовательная шина RS-485 широко используется, когда расстояние связи должно составлять от нескольких десятков метров до нескольких километров. RS-485 использует сбалансированную передачу и дифференциальный прием, чтобы исключить синфазные помехи. В дополнение к высокой чувствительности приемопередатчика шины, он может обнаруживать напряжения до 200 мВ, поэтому восстанавливает передаваемый сигнал за километр.
RS-485 использует полудуплексный режим работы и отправляет только одну точку в любое время. Следовательно, передающая цепь должна управляться разрешающим сигналом.

< /p>

Возможности RS485

RS-485 очень удобен для многоточечного соединения и может сэкономить много сигнальных линий. Приложения RS-485 можно объединить в сеть для формирования распределенной системы, которая позволяет параллельно подключать до 32 приводов и 32 приемников. В ответ на недостатки RS-232-C новый стандарт RS-485 имеет следующие особенности:

Электрические характеристики RS-485: логическая «1» представлена разностью напряжений между двумя линиями +2В~+6В, а логический «0» представлена разностью напряжений между двумя линиями -6В~ -2В. Уровень сигнала интерфейса ниже, чем у RS-232-C, и повредить микросхему схемы интерфейса непросто.Уровень совместим с уровнем ТТЛ, что удобно для подключения по схеме ТТЛ.
Максимальная скорость передачи данных: 10 Мбит/с.
В интерфейсе RS-485 используется комбинация сбалансированного драйвера и дифференциального приемника, который обладает способностью противостоять синфазным твердотельным помехам, то есть хорошими шумоподавляющими характеристиками.
Максимальное расстояние передачи интерфейса RS-485 составляет 4000 футов, что на самом деле может достигать 3000 метров.
Интерфейс RS-232-C позволяет подключить к шине только один приемопередатчик, т. е. возможность работы с одной станцией. Напротив, интерфейс RS-485 позволяет подключить к шине только до 128 приемопередатчиков, т. е. возможность работы с несколькими станциями. Пользователь Сеть устройства может быть быстро установлена с помощью одного интерфейса RS-485.

Обзор RS422

Полное название стандарта RS-422 — «электрические характеристики схемы цифрового интерфейса со сбалансированным напряжением», который определяет характеристики схемы интерфейса. Есть сигнальная земля, всего 5 линий. Поскольку приемник использует высокий входной импеданс, а драйвер передачи имеет более важные возможности управления, чем RS232, он может подключать несколько приемных узлов к одной и той же линии передачи, и может быть подключено до 10 узлов. Одно ведущее устройство (Master) и остальные ведомые устройства (Slave), ведомые устройства не могут взаимодействовать друг с другом, поэтому RS-422 поддерживает многонаправленную двустороннюю связь. Входное сопротивление приемника составляет 4 кОм, поэтому максимальная нагрузочная способность передатчика составляет 10 мкс; 4 кОм + 100 Ом (согласующий резистор).

Схемы RS-422 и RS-485 имеют одинаковый принцип. Они отправляются и принимаются в дифференциальном режиме, и цифровое заземление не требуется. Дифференциальная работа является основной причиной большого расстояния передачи при одинаковой скорости. В этом реальная разница между RS-422, RS-485 и RS232, потому что RS232 — это несимметричный вход и выход, и для дуплексной работы требуется как минимум цифровое заземление. Отправить строку и принять третью строку (асинхронная передача). Вы также можете добавить другие линии управления для полной синхронизации и других функций.

RS-422 может работать и принимать в полнодуплексном режиме через две пары витых пар. RS485 может работать только в полудуплексном режиме и не может одновременно выполнять передачу и прием, но ему нужна только одна пара витых пар. RS422 и RS485 могут передавать 1200 метров со скоростью 19 кбит/с. Устройство может подключиться к линии на новом приемопередатчике.

Электрические характеристики RS-422 такие же, как у RS-485. Основное отличие состоит в том, что RS-422 имеет четыре сигнальные линии: две передачи (Y, Z) и две приема (A, B). Поскольку прием и передача RS-422 разделены, их можно одновременно принимать и передавать (полный дуплекс); RS-485 имеет две сигнальные линии: передачу и прием.

Возможности RS422

Поскольку в четырехпроводном интерфейсе RS-422 используются отдельные каналы передачи и приема, нет необходимости контролировать направление данных. Любой необходимый обмен сигналами между устройствами может осуществляться в программном режиме (рукопожатие XON/XOFF) или в аппаратном режиме (пара отдельных пар). многожильный провод). RS-422 имеет максимальное расстояние передачи 4000 футов (около 1219 метров) и максимальную скорость передачи 10 Мбит/с. Длина сбалансированной витой пары обратно пропорциональна скорости передачи, и можно достичь максимального расстояния передачи ниже скорости 100 кбит/с. Максимальная скорость передачи возможна только на очень коротких расстояниях. Максимальная скорость передачи по стандартной 100-метровой витой паре составляет всего 1 Мбит/с.

RS-422 требует согласующего резистора, сопротивление которого примерно равно волновому сопротивлению кабеля передачи. При передаче на короткие расстояния резистор не требуется. То есть вообще не надо согласовывать резистор ниже 300 метров. Согласующий резистор подключается к самому дальнему концу кабеля передачи.

Обзор RS423

RS-423, известный как RS/EIA/TIA-423, представляет собой стандарт последовательной связи с расширенными функциями, превосходящими RS232. Он определяет несбалансированный (несимметричный) интерфейс, аналогичный RS-232, с одним однонаправленным драйвером передачи и позволяет использовать до 10 приемников. Обычно он реализуется с помощью технологии интегральных схем, а также может использоваться для последовательного обмена двоичными сигналами между DTE и DCE.

RS-422 поддерживает многоточечные соединения, а RS-423 поддерживает только двухточечные соединения. RS-422 предназначен для прямого подключения интеллектуальных устройств. Напротив, RS-423 предназначен для дополнения RS-232 и действует как посредник между RS-422 и RS-232. RS-423 и RS-232 обладают всеми недостатками устройств, использующих общую землю, что может ухудшить связь устройств и привести к потенциальным сбоям связи, причина которых часто остается невыясненной.В этом отношении RS-422, RS-485 и Ethernet по витой паре лучше. Из-за недостатков RS-423 он непопулярен в отрасли.

В чем разница между RS-232, RS-422 и RS-485?

RS232 — полнодуплексный, RS485 — полудуплексный, а RS422 — полнодуплексный.
RS485 и RS232 — это только физический протокол связи (то есть стандарт интерфейса), RS485 — дифференциальный режим передачи, RS232 — односторонний режим передачи, но программа связи не имеет большой разницы.

ПК уже оснащен портом RS232, который можно использовать напрямую. Если используется связь RS485, необходимо только подключить головку преобразования RS232 в RS485 к порту RS232, и нет необходимости изменять программу.

Есть ли разница во внешнем виде интерфейса RS232/RS422/RS485?

Как правило, это DB9, есть и другие, или вам нужно посмотреть внутреннюю строку, чтобы узнать, какая из них rs232/rs422/rs485.

RS232 — это стандартный интерфейс, представляющий собой D-образный 9-контактный разъем. Определение сигнала интерфейса подключенного устройства такое же. Сигнал определяется следующим образом:

RS-232 допускает только индивидуальную связь (возможность одной станции)

Интерфейс RS-485 позволяет подключить к шине до 128 приемопередатчиков (с возможностью работы на нескольких станциях)

Поскольку ПК по умолчанию имеет только интерфейс RS232, есть два способа получить канал RS485 хост-компьютера ПК:

(1) Преобразование сигнала RS232 последовательного порта ПК в сигнал RS485 с помощью схемы преобразования RS232/RS485. Для промышленной среды со сложной ситуацией лучше всего использовать антипомпажный продукт с изоляцией.

(2) Через многопортовую последовательную карту PCI выходной сигнал можно напрямую выбрать как карту расширения типа RS485.

Компьютер подключает несколько устройств 485 (контроллеров доступа) через преобразователь RS232-RS485 и по очереди опрашивает устройства на шине.

Метка проводки — 485+485-, что соответствует 485+485- устройства связи (контроллера).

Расстояние связи: расстояние между самым дальним устройством (контроллером) и компьютером теоретически составляет 1200 метров. Мы рекомендуем клиенту контролировать в пределах 800 метров и лучший контроль в пределах 300 метров. Если расстояние слишком велико, вы можете приобрести повторители 485 (расширение) (пожалуйста, купите его у профессионального производителя конвертеров, где повторитель размещается в середине шины или в начале, обратитесь к руководству производителя). репитер теоретически может быть увеличен до 3000 метров.

Количество нагрузок: сколько устройств (контроллеров) может нести шина 485. Это зависит от выбора коммуникационного чипа контроллера и коммуникационного чипа преобразователей 485. Как правило, есть 32, 64, 128 и 256. Такой выбор является теоретическим числом. В реальном приложении, в зависимости от среды сцены, расстояния связи и других факторов, количество нагрузок не достигает количества индикаторов. Контроллер и преобразователь микрофермерской компании рассчитаны на 256 единиц, и фактически рекомендуется, чтобы заказчик управлял каждой шиной в пределах 80 единиц.

Коммуникационная шина 485 (должна быть витая пара или один из сетевых кабелей), если использовать обычные провода (без скрутки), помехи будут массовыми, связь не будет гладкой и даже связь невозможна.

Каждое управляющее устройство должно находиться в тесном взаимодействии друг с другом, и не должно быть соединения звездой или ответвления. При соединении звездой или вилке помехи будут значительными, связь будет плохой, и даже передача будет невозможна.

На рисунке ниже показано сравнение между RS-232, RS-422, RS423 и RS-485.

Читайте также: