浅析RS485总线在水利工程应用中的问题和解决办法（王开春）

发布时间：2022-02-22 15:11:39 浏览数：次

摘要：随着水利信息化建设的发展，很多现场总线在水利行业得到了应用，其中，RS485现场总线凭借其组网方便、扩展灵活、传输距离远、抗干扰能力强得到了广泛的应用，本文介绍了RS485总线的特点、施工规范、使用过程中容易出现的故障及其解决办法。

关键词：水利信息化现场总线 RS485

Abstract：with the information construction of water conservancy development, many in the water industry Fieldbus has been applied, which, by virtue of its RS485 fieldbus network convenient, flexible expansion, the long transmission distance and interference capability has been widely application of this paper, the characteristics of RS485 bus construction standards, the use of the process of the fault and easy solution.

Key words：water resources information; fieldbus; RS485

一、引言

随着水利工程信息化建设的发展，很多现场总线在水利行业得到了应用，现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点、双向通信的数据总线。近十几年由于现场总线的国际标准不能建立，现场总线发展的种类较多，约有40余种，其中在水利行业用的较为广泛的为RS485现场总线。

二、关于RS485总线的特点

1、RS485总线的通讯距离可以达到1200m。根据RS485总线结构理论，在理想环境的前提下，RS485总线传输距离可以达到1200m，其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600，只负载一台485设备，才能使得通讯距离达到1200m，所以通常RS485总线实际的稳定的通讯距离往达不到1200m。RS485总线的传输距离受负载设备多少、线材阻抗、线径大小、转换器品质、设备防雷保护器等的影响。

2、RS485总线可以带128台设备进行通讯。RS485转换器内芯片的型号和RS485设备芯片的型号影响可以带的负载数量，此外理论上的标称往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量。

3、RS485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构,这种概念是错误的。RS485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。

三、RS485总线结构常见的几种通讯故障

1、通讯不上，无反应；

2、可以上传数据，但不可以下载数据；

3、通讯时系统提示受到干扰，或者不通讯时通讯指示灯也不停地闪烁；

4、有时候能通讯上，有时通讯不上，有的指令可以传输，有的指令不可以传输。

四、通信故障调试解决办法

在调试前首先要确保设备接线正确，且施工合乎规范。可以根据遇到的问题采用下面几种调试方法：

1、共地法

用1条线或者屏蔽线将所有RS485设备的GND地连接起来，这样可以避免所有设备之间存在影响通讯的电势差。

2、终端电阻法

在最后一台RS485设备的RS485＋和RS485－上并接120欧姆的终端电阻来改善通讯质量。

3、中间分段断开法

通过从中间断开来检查是否设备负载过多、通讯距离过长、某台设备对整个通讯行路的影响等。

4、单独拉线法

单独简易拉一条线到设备，这样可以用来排除是否是布线引起了通讯故障。

5、更换转换器法

随身携带几个转换器，这样可以排除是否是转换器质量问题影响了通讯质量。

6、笔记本调试法

先保证自己随身携带的电脑笔记本是通讯正常的设备，用它来替代客户电脑进行通讯，如果正常，则表明客户的电脑的串口有可能被损坏或者受伤。

五、RS485施工规范

在RS485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工，特别应注意下面几点：

1、RS485+和RS485－数据线一定要互为双绞。

2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试，双绞是因为RS485通讯采用差模通讯原理，双绞的抗干扰性较好。不采用双绞线是错误的。

3、485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接。

4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好。有很多地方表面上有三角插座，其实根本没有接地，接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。静电累积时可以配合设备的防雷设计较好地释放能量，保护485总线设备和相关芯片不受伤害。

5、为避免强电对其干扰，RS485总线应避免和强电走在一起。

六、工程经验总结

在广州市黄龙带水库大坝安全监控与管理系统中，共设置了7个RS485站点。其中闸门自动化控制子系统、水雨情子系统、门禁子系统采用三菱FX2N系列PLC，RS485通信模块采用三菱FX485-ADP专用模块。扬压力、结构缝、水平位移、垂直位移等坝体安全检测仪器采用ADAM-4017进行采集，设置4个站点，RS485通信模块采用ADAM-4017自带的RS485通信功能。整个系统在运行的过程中，发现闸门自动化控制子系统通讯有时候不正常，在上位机给出开闸命令后，闸门没有动作，有时候等很近才有动作，但是单独调试却很正常，后来发现在最后一台RS485设备的RS485＋和RS485－上没有并接120欧姆的终端电阻，发现问题后，把电阻并接上了，通讯质量正常了。

参考文献

[1]虞日跃、史洪源，RS-485总线的理论与实践，电子工程师网站，2003-4-30

[2]博雅，RS485总线网络中的抗雷击技术，《现场总线论坛》，2007-11-30

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