RS485 표준

스마트계기는 198 년대 초 마이크로 컨트롤러 기술이 성숙함에 따라 발전한 것으로, 현재 세계 계기 시장은 기본적으로 스마트계기에 의해 독점되고 있다. 그 이유는 기업 정보화의 필요성이며, 기업이 계기 선택시 필요한 조건 중 하나는 네트워크 통신 인터페이스를 갖추는 것이다. 처음에는 데이터 아날로그 신호 출력의 간단한 프로세스였으며, 나중에 계기 인터페이스는 RS232 인터페이스로 지점 간 통신을 가능하게 하지만 네트워킹은 불가능합니다. 후속 RS485 는 이 문제를 해결했다.

RS485 인터페이스

RS485 는 차등 신호 음의 논리,+2V ~+6V 는 "",-6V～- 2V 는 "1" 을 나타냅니다. RS485 에는 2 선제와 4 선제 두 가지 배선이 있으며, 4 선제는 지점간 통신 방식만 실현할 수 있으며, 현재는 거의 사용되지 않으며, 현재는 2 선식 배선방식을 많이 채택하고 있습니다. 이 배선방식은 버스 토폴로지가 같은 버스에 최대 32 개의 노드를 연결할 수 있다는 것입니다. RS485 통신 네트워크에서는 일반적으로 마스터-슬레이브 통신 방식을 사용합니다. 즉, 하나의 호스트에 여러 개의 슬레이브가 있습니다. 대부분의 경우 RS-485 통신 링크를 연결할 때 각 인터페이스의 "A", "B" 끝을 한 쌍의 연선으로 연결하기만 하면 됩니다. 신호지 연결을 소홀히 하는 이 연결 방법은 여러 경우에 정상적으로 작동하지만 큰 숨겨진 위험을 안고 있습니다. 두 가지 이유가 있습니다. (1)*** * * 모드 간섭 문제: RS-485 인터페이스는 차이 방식으로 신호를 전송하며, 특정 참조 점을 기준으로 신호를 감지할 필요가 없습니다. 시스템은 두 선 사이만 탐지하면 됩니다. 그러나 사람들은 트랜시버가 일정한 * * * 모드 전압 범위를 가지고 있다는 사실을 간과하는 경우가 많습니다. RS-485 트랜시버 * * * 모드 전압 범위는-7 ~+12V 이며, 이러한 조건이 충족되어야만 전체 네트워크가 제대로 작동할 수 있습니다. 네트워크 회선의 * * * 모드 전압이 이 이 범위를 벗어나면 통신의 안정성 및 신뢰성, 심지어 인터페이스에 영향을 미칠 수 있습니다. (2)EMI 문제: 드라이브 출력 신호의 * * * 모듈 부분을 보내려면 반송 경로가 필요합니다. 즉, 저항이 낮은 반환 채널 (신호지) 이 없으면 소스 끝으로 방사되어 전체 버스가 거대한 안테나처럼 전자파를 외부로 방출합니다. < P > PC 는 기본적으로 RS232 인터페이스만 가지고 있기 때문에 PC 상위 컴퓨터의 RS485 회로를 얻을 수 있는 두 가지 방법이 있습니다. (1) RS232/RS485 변환 회로를 통해 PC 직렬 RS232 신호를 RS485 신호로 변환하고, 상황이 복잡한 산업 환경에서는 서지 방지대 격리 산제품을 선택하는 것이 좋습니다. (2) PCI 멀티직렬 카드를 통해 출력 신호가 RS485 인 확장 카드를 직접 선택할 수 있습니다.

RS485 케이블 < P > 은 (는) 일반적으로 일반 트위스트 페어 (twisted pair) 를 사용하며, 요구 사항이 높은 환경에서는 차폐층이 있는 동축 케이블을 사용할 수 있습니다. RS485 인터페이스를 사용할 경우 특정 전송 회선의 경우 RS485 인터페이스에서 해당 데이터 신호 전송에 허용되는 최대 케이블 길이는 신호 전송의 전송 속도에 반비례합니다. 이 길이 데이터는 주로 신호 왜곡 및 소음 등에 의해 영향을 받습니다. 이론적으로 RS485 의 최대 전송 거리는 12 미터에 달할 수 있지만 실제 응용에서 전송되는 거리는 12 미터보다 짧아 주변 환경에 따라 전송할 수 있는 거리가 얼마나 되는지에 따라 달라집니다. 전송 과정에서 릴레이를 늘리는 방법으로 신호를 확대할 수 있으며, 최대 8 개의 릴레이를 추가할 수 있습니다. 즉, 이론적으로 RS485 의 최대 전송 거리는 9.6 공리에 이를 수 있습니다. 장거리 전송이 필요한 경우 광섬유를 전파 매체로 사용하여 양쪽 끝에 각각 광전 변환기를 추가할 수 있습니다. 다중 모드 광섬유의 전송 거리는 5 ~ 1km 이고 단일 모드 광섬유를 사용하면 5km 까지 전파할 수 있습니다.

RS485 네트워크

네트워크 토폴로지는 일반적으로 터미널 일치 버스 기반 구조를 사용하며 링 또는 별 네트워크를 지원하지 않습니다. 네트워크를 구축할 때는 다음과 같은 사항을 염두에 두어야 합니다.

(1) 연선 케이블을 버스로 사용하여 각 노드를 연결하고 버스에서 각 노드까지의 리드 길이는 가능한 한 짧아야 합니다. 이렇게 하면 리드 아웃 라인의 반사 신호가 버스 신호에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다. 일부 네트워크 연결은 정확하지 않지만 단거리, 저속도에서는 여전히 정상적으로 작동할 수 있지만, 통신 거리가 늘어나거나 통신 속도가 증가함에 따라 불량 영향이 점점 더 심각해질 수 있습니다. 주된 이유는 각 분기의 끝에서 반사되어 원래 신호와 겹쳐진 신호가 신호 품질 저하를 초래할 수 있기 때문입니다.

(2) 버스 특성 임피던스의 연속성에 주의해야 하며 임피던스 불연속성이 발생하면 신호 반사가 발생합니다. 이러한 불연속성은 버스의 여러 세그먼트에 서로 다른 케이블이 사용되거나 한 세그먼트에 너무 많은 트랜시버가 서로 가까이 설치되어 있고, 또 너무 긴 지선이 버스로 유입되는 경우 발생할 수 있습니다.

결론적으로 단일 연속 신호 채널을 버스로 제공해야 합니다. < P > RS485 네트워킹 과정에서 또 다른 아이디어가 필요한 문제는 터미널 로드 저항 문제입니다. 디바이스가 거리가 짧은 경우 터미널 로드 저항 없이 전체 네트워크가 잘 작동하지만 거리가 늘어나면 성능이 저하됩니다. 이론적으로 수신되는 각 데이터 신호의 중간점에서 샘플링할 때 반사 신호가 샘플링을 시작할 때 충분히 낮게 페이드되는 한 일치를 고려하지 않을 수 있습니다. 그러나 실제로는 파악하기 어렵다. 미국 MAXIM 은 어떤 데이터 속도와 케이블 길이를 판단할 때 일치해야 하는지 판단하는 데 사용할 수 있는 경험적인 원칙을 문장 언급했다. 신호의 변환 시간 (상승 또는 하강 시간) 이 전기 신호가 버스를 따라 단방향으로 전송하는 데 필요한 시간의 3 배 이상을 초과할 경우 일치하지 않을 수 있다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 버스명언) < P > 일반 터미널 매칭은 터미널 저항 방법을 사용하며 RS-485 는 버스 케이블의 시작과 끝에 모두 터미널 저항을 연결해야 합니다. 최종 저항은 RS-485 네트워크에서 12 ω를 취합니다. 대부분의 트위스트 페어 케이블 특성 임피던스는 약 1 ~ 12ω 이기 때문에 케이블 특성 임피던스에 해당하는 저항입니다. 이 매칭 방법은 간단하고 효과적이지만 한 가지 단점이 있습니다. 일치 저항은 더 많은 전력을 소비하며 전력 제한이 엄격한 시스템에는 적합하지 않습니다. 에너지 절약을 비교하는 또 다른 방법은 RC 매칭입니다. 콘덴서 C 를 이용하여 직류 성분을 차단하면 대부분의 전력을 절약할 수 있다. 그러나 용량 C 의 값은 어려운 문제이므로 전력 소비량과 일치 품질 간에 절충해야 합니다. 진정한' 일치' 는 이뤄지지 않지만 다이오드의 클램프를 이용하여 반사 신호를 빠르게 약화시켜 신호 품질을 개선하기 위한 목적을 달성하는 다이오드 매칭 방법도 있습니다. 에너지 절약 효과가 두드러집니다. < P > 최근 2 년 동안 일부 기업 정보화의 시행이 완료되었으며, 공장에는 작업장 각 사무실, 통제실로 확장되는 LAN 의 현황이 깔려 있고, 직렬 포트 서버를 도입하여 멀티직렬 카드를 대체했습니다. 이는 주로 기업의 기존 LAN 자원을 이용하여 회선 투자를 줄이고 비용을 절약하는 것으로, tcp/ip 를 통해 멀티직렬 카드를 현장에 두는 것과 같습니다.

RS485 와 다른 버스 네트워크의 차이점: < P > 우리는 산업 네트워크를 RS485 네트워크, 하트 네트워크 및 필드 버스 네트워크의 세 가지 범주로 요약했습니다. < P > 하트 네트워크: HART 는 현재 에머슨이 제안한 과잉 버스 표준으로, 주로 4~2 밀리암페어 전류 신호 위에 디지털 신호를 중첩하고, 물리적 계층은 BELL22 주파수 이동 키 제어 기술을 사용하여 일부 스마트 계기의 기능을 실현하지만, 이 프로토콜은 진정한 개방의 기준이 아니며, 그의 재단에 가입해야 합의를 얻을 수 있다. 기술은 주로 외국의 몇몇 대기업에 의해 독점되어 최근 2 년 동안 국내에서도 다시 한 회사가 있었지만, 아직 외국 회사의 수준에 이르지 못했다. 현재 많은 수의 스마트 미터에는 하트 원형 카드가 장착되어 있으며 모두 하트 통신 기능을 갖추고 있다. 그러나 국내에선 아직 이 기능을 제대로 활용하지 못하고, 최대 손조작기를 이용해 매개 변수 설정만 하고, 하트 스마트미터가 있어야 할 기능을 발휘하지 못하고, 네트워킹을 하지 않고 장비 모니터링을 하고 있다. 장기적으로, 하트 통신 속도가 낮은 네트워킹 어려움 등으로 인해 하트 미터 구매량이 하락할 것으로 예상되지만, 하트 미터는 이미 1 여 년의 역사를 가지고 있어 현재 설치 수량이 매우 크며, 일부 시스템 통합자들에게는 아직 이용할 수 있는 공간이 많다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 해리포터, 시스템 통합업체, 시스템 통합업체, 시스템 통합업체, 시스템 통합업체, 시스템 통합업체) < P > 필드 버스 네트워크: 필드 버스 기술은 오늘날 자동화 분야의 기술 발전 핫스팟 중 하나로, 자동화 분야의 컴퓨터 LAN 으로 알려져 있으며, 자동화 제어 기술의 또 다른 새로운 시대의 시작을 의미합니다. 필드 버스는 제어 현장에 설치된 계기와 제어실에 설치된 제어 장비의 디지털화, 직렬, 멀티스테이션 통신을 연결하는 네트워크입니다. 그 핵심 마크는 양방향, 다중 노드, 버스 방식의 모든 디지털 통신을 지원한다는 것이다. 필드 버스 기술은 최근 몇 년 동안 국제 자동화 및 계측 개발의 핫스팟이 되었으며, 기존의 제어 시스템 구조에 혁명적인 변화가 생겼습니다. 지능, 디지털, 정보화, 네트워킹, 분산화 방향으로 나아가는 자동 제어 시스템입니다. 새로운 네트워크 통합 완전 분산 제어 시스템인 필드 버스 제어 시스템인 FCS(Fieldbus Control System) 를 형성합니다. 하지만 현재 필드 버스의 각종 표준은 병행되어 있고 모두 자신의 생존 분야를 가지고 있으며, 아직 진정한 통일의 기준을 형성하지 못하고 있다. 관건은 언제 통일의 기준을 형성할 수 있는지, 기술도 성숙하지 않다는 것이다. 또한 필드 버스의 계기 종류도 비교적 적고 선택도 적고 가격도 높아 최종 사용자의 관점에서 볼 때 대부분 관망하는 상태이며 기술이 성숙할 때까지 기다리며 고려하고 있습니다. 지금은 구현이 적습니다.

RS485 네트워크: RS485/MODBUS 는 구현이 간단하고 편리하며 현재 RS485 를 지원하는 계기가 매우 많다. 특히 유품업계 RS485/MODBUS 는 그야말로 통일세계다. 현재 계기상들도 RS485 를 지원하고 있다