Modbus RS485的布线属于弱电操作,不同于电力布线,如果电工不是现场总线网络专家,最终通信网络可能无法正常使用。

MODBUS-RS485布线的7条准则插图1

1、正确的端子接线

每个Modbus设备至少提供一路通信口,两个连接端子。为了方便起见,将其指示为A和B。在这两个端子中,连接通信电缆,以便所有参与通信的设备并联连接。所有“A”端子必须连接在一起,所有“B”端子必须分别连接在一起。

注意:如果出现AB端子接反,不仅影响单个设备,而可能导致整个菊花链网络通信异常。

建议:现场布线施工中区分AB端子上的线缆颜色,例如A端子统一使用白色通信线,B端子统一使用蓝色通信线。

每个端子中允许同时插入进线和出线,可以将入口和出口端子直接连接到仪表的端子上,而无需创建分支。如果每个端子只能插入一根电缆,则必须使用三通接线端子为每个要连接的仪表创建适当的分支。

MODBUS-RS485布线的7条准则插图3

2、正确的设备间布线

Modbus RS485采用菊花链总线方式连接,区别于强电并联电路,通信线的并联方式存在诸多要求。Modbus RS485总线提供一条主电缆(主干),所有设备都必须通过分支线路与主电缆连接,并且尽可能短。

注意:分支线路长度不得超过1200米,过长的分支线路将产生信号反射和干扰,导致通信数据无法正常收发。

MODBUS-RS485布线的7条准则插图5

错误的总线布线方式:

MODBUS-RS485布线的7条准则插图7

3、最大通信距离和最大设备数

设计施工中的主电缆长度建议不得超过700米,其中不包含分支线路的长度。不同的通信波特率下,主电缆的长度限制如下:

波特率(bps)有效通信距离(米)
150 - 96001220
19200975
38400914
57600701
115200488

Ps:基于24 AWG双绞线屏蔽线,0.085欧姆/米,导线之间41pF/米,导线到屏蔽层72pF/米。

设计施工中连接到主电缆的设备总数建议不超过32个,其中包含主机节点。总线中最大负载设备数主要依赖于RS485转换器的芯片类型,并和所用的通信电缆品质相关。设备节点越多、传输距离越远、电磁环境越恶劣,而对所选的电缆要求就越高。

RS485通讯中一个串口可以控制多少个设备的问题是与该RS485网络中的电气特性和协议特性所决定的。所谓电气特性就是指的是要保证RS485网络中的特征阻抗在允许的范围内(120欧姆)。连接的设备越多,特征阻抗越小。总线上设备节点较多时,应在总线末端增加120欧姆的终端电阻。

4、正确的使用中继器

当数据传输的有效距离要求超过设计要求,或设备个数较多时,为避免过度的信号衰减,可以增加信号中继器。

MODBUS-RS485布线的7条准则插图9

每个中继器将相邻的两个主电缆串联,同一总线中部署的中继器建议不要超过3个,否则将产生显著的数据传输延时。

5、通信电缆选型

Modbus RS485应使用带屏蔽双绞线。导线由两根绞合在一起的导线组成,屏蔽层可以是编织的金属网或包裹箔片。

MODBUS-RS485布线的7条准则插图11

6、屏蔽层接地

电缆屏蔽层必须有单点接地,接地点可在主电缆的一端完成。

MODBUS-RS485布线的7条准则插图13

7、设置匹配电阻

当通信距离较长,设备节点较多时,为避免信号反射,必须在主电缆的末端安装120欧姆匹配电阻。该要求非必须,主要视现场布线后的通信情况而定,所以在布线过程中应预留匹配电阻安装位置。

MODBUS-RS485布线的7条准则插图15

文章转自:https://mp.weixin.qq.com/s/HWS82XC5jolMOTDAdFmV1w

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