Wprowadzenie do RS-485
Jeśli znasz już RS-232, prawdopodobnie masz o nim pewne pojęcie. Możesz myśleć o RS-485 jako o „młodszym bracie” RS-232 – różnica polega na tym, że ten młodszy brat ma jeszcze większą moc niż jego starszy brat dzięki znacznie większej szybkości przesyłania danych. Tym, co sprawia, że RS-485 jest bardziej zaawansowany niż RS-232, jest to, że nie tylko obsługuje komunikację punkt-punkt pomiędzy poszczególnymi urządzeniami, ale także zapewnia magistralę komunikacyjną zdolną do jednoczesnego podłączenia wielu urządzeń.
Podobnie jak RS-232, RS-485 nie ma znormalizowanego złącza. Często zamiast złączy używamy starszych złączy pinowych DB9 lub, w niektórych zastosowaniach, listew zaciskowych. Dzięki temu RS-485 stał się powszechnie stosowaną i wszechstronną formą komunikacji szeregowej.
Jest to protokół komunikacji szeregowej wykorzystujący sygnały różnicowe do przesyłania danych za pomocą pary skręconych przewodów, z których jeden jest oznaczony jako A, a drugi jako B. Ta metoda transmisji sygnału różnicowego zapewnia RS-485 znaczące zalety pod względem odporności na zakłócenia i komunikacji na duże odległości
W przeciwieństwie do RS-232, RS-485 nie jest ograniczony do długości kabla wynoszącej około 15 metrów; maksymalna długość kabla wynosi zazwyczaj 1200 metrów lub około 4000 stóp.
Kolejną przewagą nad RS-232, o której wspomniałem wcześniej, jest liczba urządzeń, które można podłączyć. RS-485 może obsłużyć do 32 podłączonych urządzeń, natomiast RS-232 może obsłużyć tylko jedno. Umożliwia to użytkownikom w zakładach produkcyjnych łączenie większych aplikacji i całych maszyn przy użyciu jednego protokołu.
Kluczowe cechy RS-485
Doskonała odporność na zakłócenia: RS-485 wykorzystuje różnicową transmisję sygnału i skrętkę-parową jako medium transmisyjne, skutecznie tłumiąc zakłócenia-w trybie wspólnym. Jego zakres napięcia wynosi zazwyczaj od ±1,5 V do ±6 V, dzięki czemu doskonale nadaje się do środowisk przemysłowych.
Duża liczba połączeń: RS-485 obsługuje komunikację półdupleksową, umożliwiając naprzemienne używanie tej samej pary linii różnicowych do przesyłania i odbierania danych. Dzięki mechanizmowi arbitrażu magistrali umożliwia wielu urządzeniom współdzielenie linii, dzięki czemu nadaje się do budowania topologii sieci. RS-485 wykorzystuje wielopunktową strukturę magistrali, obsługującą do 32 urządzeń (lub do 256 w przypadku rozszerzenia za pomocą wzmacniaczy) współdzielących magistralę z dowolnym urządzeniem, które może działać jako główny węzeł do transmisji danych.
Wysoka zdolność transmisji-na duże odległości: maksymalna odległość transmisji w przypadku protokołu RS-485 może sięgać 1200 metrów (przy szybkości transmisji danych odwrotnie proporcjonalnej do odległości); na małych dystansach prędkość transmisji danych może osiągnąć 10 Mbps, natomiast na dużych dystansach spada do około 100 kbps
Do czego mogę używać komunikacji szeregowej,-zwłaszcza RS-485?
W dziedzinie automatyki bardzo częstym przykładem jest zdalne sterowanie VFD (napędami o zmiennej częstotliwości). Nazywamy je po prostu napędami silnikowymi. Prosta sieć łącząca PLC, VFD i HMI umożliwia zdalne sterowanie napędami w środowisku przemysłowym
Załóżmy, że monitorujesz pompę wodną napełniającą zbiornik i uważasz, że tempo napełniania nie jest wystarczająco szybkie, aby zaspokoić zapotrzebowanie. Za pośrednictwem sieci RS-485 można zdalnie monitorować i sterować pompą z centrum sterowania. Jest to możliwe, ponieważ HMI jest podłączony do PLC poprzez RS-485, a PLC jest również podłączony do VFD poprzez RS-485. Sterownik PLC jest zaprogramowany do monitorowania poziomu wody w zbiorniku i w razie potrzeby umożliwia ręczną kontrolę przepływu. Wszystko to umożliwia rozwiązanie problemu poprzez wykorzystanie komunikacji RS-485 w celu zwiększenia prędkości VFD sterującego pompą.
W rezultacie RS-485 jest szeroko stosowany w wielowęzłowych-sieciach przemysłowych, takich jak systemy sterowania PLC, automatyka budynków (BACnet) i gromadzenie danych z inteligentnych liczników. Zastosowania te wymagają-transmisji na duże odległości, wysokiej odporności na zakłócenia i możliwości obsługi komunikacji wielowęzłowej, co sprawia, że RS-485 jest idealnym wyborem spełniającym te potrzeby.