RS 485制御ラインの配線設置と注意事項

多くの場合、RS 485制御ラインについて言及しますが、それは何ですか？今日はRS 485関連アプリケーションについて話し、RS 485を深く理解すると、内部には本当に多くの知識があることがわかりますので、通常は弱い電力で考慮されるいくつかの問題を選択します。

RS 485バスとは？

産業現場では、RS 485バスを使用して、マルチポイントデータ、アナログ信号またはスイッチング信号を収集することが多い。RS-485は半二重動作モードを採用し、マルチポイントデータ通信に対応しています。RS-485バスネットワークトポロジは、一般的にターミナルマッチングバス構造を採用します。すなわち、単一のバスを使用してノードを接続し、リングやスターネットワークをサポートしません。

RS 485は特定の物理形状を持たず、工程の実情に応じて採用したインタフェースは、RS485では差動信号負論理を採用し、+2V ~+6Vでは“0”、-6V ~-2Vでは“1”を表す。

RS 485は、2線式システムと4線式システムの2種類の配線を持っており、4線式システムはポイントツーポイント通信モードを達成することができ、現在はほとんど使用されていませんが、現在は2線式配線モード、同じバス上のバストポロジのこの配線モードは、最大32ノードに接続することができます。

485バスの通信距離は1200メートルに達することができます。485バス構造理論によると、理想的な環境を前提とした485バスの伝送距離は1200メートルに達することができます。条件は、通信ワイヤの品質基準、ボーレート9600、通信距離を1200メートルにするために485デバイスのみを負荷することであるため、通常、485バスの実際の安定した通信距離は1200メートル未満です。負荷が485デバイスよりも多い場合、ワイヤインピーダンスが標準を満たしていない、ワイヤ径が小さすぎる、コンバータの品質が悪い、機器の雷保護が複雑でボーレートが増加するなどの要因が通信距離を低下させます。

RS 485ケーブル

一般的な状況では、通常のツイストペアを使用することができ、比較的要求の高い環境ではシールド層付き同軸ケーブルを使用することができます。RS 485インタフェースを使用する場合、特定の伝送ラインについては、RS 485インタフェースから負荷へのデータ信号伝送に許容される最大ケーブル長は、信号伝送ボーレートに反比例し、この長さデータは主に信号歪みやノイズの影響を受けます。

理論的には、RS 485の最大伝送距離は1200メートルに達することができますが、実際のアプリケーションでは、伝送距離は1200メートルよりも短く、正確に伝送できる距離は周囲の環境に依存します。伝送プロセスでは、信号増幅のためにリレーを増やす方法を使用することができ、最大8つのリレーを追加することができます。つまり、RS 485の理論的な最大伝送距離は9.6 kmに達することができます。長距離伝送が本当に必要な場合は、伝送媒体として光ファイバを使用し、送受信の両端に光電変換器を追加し、マルチモード光ファイバの伝送距離は5 〜 10 kmであり、シングルモード光ファイバの伝送距離は50 kmに達することができます。

三、485配取り付け注意

485バスにはどのような通信回線が必要ですか？1つのバスに接続できるデバイスはいくつですか？

RVSPシールド付きツイストペアが必要です。使用されるシールドツイストペアの仕様は、485通信ラインの距離と接続されるデバイスの数に依存します。シールド付きツイストペアを使用することで、2本の485通信ライン間の分布容量や、通信ライン周辺からのコモンモード干渉を低減·除去できます。

485バスは128台のデバイスと通信できると言われています。

実際には、すべての485コンバータが128台のデバイスを運ぶことができるわけではなく、485コンバータチップのモデルと485デバイスチップのモデルに基づいて判断する必要があり、その負荷容量を決定するために低いインデックスチップに従ってのみです。一般的な485チップの負荷容量には、32、128、256の3つのレベルがあります。さらに、理論的な公称値はしばしば実際には到達できず、通信距離が長いほど、ボーレートが高く、ワイヤ径が細く、ワイヤ品質が悪く、コンバータ品質が悪く、コンバータ電力供給が不十分（パッシブコンバータ）、雷保護が強いほど、これらは実際の負荷数を減少させます。

エンジニアはほとんどの場合、485通信ケーブルとしてカテゴリ5またはカテゴリ5ケーブルを使用することに慣れていますが、これは間違っています。これは、

（1）通常のケーブルにはシールド層がなく、コモンモード干渉を防ぐことができません。

（2）ワイヤ径が細すぎるネットワークケーブルを使用することはできません。伝送距離が低下し、接続可能な機器が減少します。少なくとも0.4 mm平方または標準的なネットワークケーブルを使用します。

（3）ネットワーク線は単線銅であり、マルチコア線に比べて破損しやすい。

2なぜ接地するのか

485トランシーバは、指定されたコモンモード電圧が-7 V ~+12 Vの間でのみ正常に動作します。この範囲を超えると通信に影響を与え、通信インターフェイスが深刻に損傷します。コモンモード干渉は、上述のコモンモード電圧を増大させる。コモンモード干渉を除去する効果的な方法の1つは、485通信線のシールド層をグランドとして使用し、機器、コンピュータ、その他のネットワーク機器を接続し、地球に確実にアクセスすることです。

3.485通信回線の接続方法

通信線は、高圧電線、蛍光灯などの干渉源からできるだけ遠く、通信線は電源線などの干渉源から避けることができない場合は、通信線は電源線に垂直で、平行ではなく、一緒に束ねてはならず、高品質のツイストペア線を使用してください。

なぜ485バスはスター構造ではなくハンドハンドル構造を採用するのでしょうか？

スター構造は反射信号を生成し、485通信に影響を与える。各ターミナルデバイスへのバスの分岐の長さは、できるだけ短く、一般的に5メートルを超えないようにしてください。分岐が端子に接続されていない場合、反射信号があり、通信に強い干渉を引き起こし、除去する必要があります。理想的にはRS 485デバイスの両端に120Ω端子抵抗があります。

図のように接続する：

スター接続は以下の通りです。

5.485バス上のデバイス間の接続は可能ですか？

同じネットワークシステム内で、同じ種類のケーブルを使用して、ライン内の接点を最小限に抑えます。接合部は良好な溶接を確保し、タイトなラップ、緩みと酸化を避ける。単一の連続した信号チャネルをバスとして保証します。

6、コモンモード干渉と差動モード干渉とは何ですか？通信線の干渉を排除する方法は？

485通信ラインは2本のツイスト線で構成され、2本の通信ライン間の電圧差によって信号を伝送するため、差動電圧伝送と呼ばれます。差動モード干渉は、2つの信号ライン間で伝送され、対称干渉に属します。差動モード干渉を除去する方法は、回路にオフセット抵抗（ボールマシンのマッチング抵抗）を追加し、ツイストペアを使用することです。コモンモード干渉は、信号ラインとグランド間の伝送であり、非対称干渉です。コモンモード干渉を除去する方法は以下のとおりである。

（1）シールドツイストペアを採用し、効果的に接地する。

（2）強い電界の場所でも亜鉛めっきパイプシールドの使用を検討してください。

（3）配線は高電圧ラインから離れており、高電圧電源ラインと信号線を一緒に配線することはできません。

（4）リニア安定化電源または高品質スイッチング電源（リップル干渉が50mV未満）を使用します。

485バスで終端抵抗を増やす必要がある場合は？

一般的には、終端抵抗を増やす必要はありません。485通信距離が300メートルを超える場合にのみ、終端抵抗を増やす必要があります。特に、485バスのデバイス数が少ない場合。デバイスの数が多い場合（22台以上など）。一般的に、端子抵抗は485バスの負荷容量を低減するため、端子抵抗を増加させる必要はありません。端子端子120 Ωマッチング抵抗は、端子端子120 Ωマッチング抵抗は、端子シャーシ上のコードダイヤルスイッチダイヤルを介して接続することができます。ボールマシンが出荷されると、デフォルトでは120Ωマッチング抵抗が未アクセスになり、ダイヤルスイッチの10ビット目をオンにすることで、120Ωマッチング抵抗をラインに接続することができます。逆に、120Ωのマッチング抵抗を接続しない場合は、10番目のビットをオフにすればよい。

8.実用上の問題点

ユーザーはしばしばスター接続モードを使用し、この時点で端子抵抗は2つの機器（下の図、1 #と15 #機器など）の最も遠いライン距離に接続する必要がありますが、接続方法はRS 485業界標準の要件を満たしていないため、機器ライン距離が遠い場合、信号の反射、干渉防止能力の低下などの問題を生成しやすく、制御信号の信頼性が低下します。この時点で、ボールマシンが完全に制御されていない、または停止できないなどの現象が発生します。

この場合、RS 485スプリッタの追加をお勧めします。この製品は、スター接続をRS 485業界規格に準拠した接続方法に効果的に変換することができ、問題を回避し、通信の信頼性を向上させることができます。

9、無中継最大伝送距離推奨ライン

（1）一般的なツイストシールド型ケーブルSTP-120 Ω（RS 485 CAN用） one pair 20 AWG ，ケーブル外径約7.7 mm。屋内、配管、一般産業環境に適しています。使用時はシールド層の一端を接地!

(2)一般的なツイストシールドケーブルSTP-120 Ω（RS 485 CAN用） one pair 18 AWG、ケーブル外径約8.2 mm。屋内、配管、一般産業環境に適しています。使用時はシールド層の一端を接地!

(3)装甲ツイストシールドケーブルASTP-120 Ω（RS 485 CAN用） one pair 18 AWG、ケーブル外径約12.3 mm。深刻な干渉、頻繁なネズミ被害、雷保護、防爆要件の場所で使用することができます。使用する場合は、装甲層の両端を接地し、最も内側のシールドを接地することを推奨する。

RS 485の一般的な故障とソリューション

1.故障を防ぐには？

通信障害を低減するための提案は以下のとおりです。

メーカーが提供する485コンバータまたはメーカーが指定する推奨ブランドの485コンバータの使用と購入をお勧めします。

2、メーカーは、それに対応する485コンバータに多くのテスト作業を行い、485コンバータメーカーは、生産および品質検査のための固定性能パラメータに従って485コンバータメーカーを要求するので、アクセス制御機器との互換性が良好です。ブランドメーカーの485コンバータを安く購入しないでください。

3、厳格に485バスの施工規範に従って施工し、いかなる幸運をも排除します。

長いラインと負荷の多い485バスプロジェクトのための科学的で予約済みのソリューションを使用します。

通信距離が500メートル以上など長すぎる場合は、リピータまたは485HUBを使用することをお勧めします。

バス上の30台以上など、負荷が多すぎる場合は、問題を解決するために485HUBを使用することをお勧めします。

7、現場のデバッグは、デバッグ機器を備えています。フィールドデバッグは、長距離およびマルチ負荷に接続できるいくつかのコンバータ、一般的に使用されるコンピュータノートブック、テストパス遮断マルチメータ、およびいくつかの120 Ω終端抵抗を運ぶ必要があります。

第二に、485バス構造を使用する一般的な通信障害は次のとおりです。

1.コミュニケーションがなく、反応がない。

データのアップロードはできますが、ダウンロードはできません。

3、通信システムプロンプトが干渉したり、通信しないときに通信インジケータが点滅し続けます。

時には通信でき、時には通信できない、いくつかのコマンドは通信でき、いくつかのコマンドは通信できません。

3.故障した場合のデバッグ方法は？

試運転前に、機器の配線が正しく、建設が標準であることを確認してください。問題に応じて、以下のデバッグ方法を使用できます。

（1）共同体の法則

すべての485デバイスのGNDグランドを1本のラインまたはシールドラインで接続することで、通信に影響を与えるすべてのデバイス間の電位差を避けることができます。

（2）終端抵抗法：

最後の485デバイスの485+と485-に120 Ωの終端抵抗を接続して通信品質を向上させます。

3.中間分割分割法：

中間から切断することで、機器の負荷が多すぎたり、通信距離が長すぎたり、通信ライン全体に対する特定の機器の影響がないかどうかを確認します。

（4）個別の線引き法：

ケーブルが通信障害を引き起こしているかどうかをトラブルシューティングするために、デバイスにラインを個別にプルするだけです。

（5）変換器の交換：

通信品質に影響を与えるコンバータ品質の問題を除外できるように、複数のコンバータを持参してください。

6、ノートブックのデバッグ法：

まず、自分が携帯するコンピュータノートブックが正常な通信機器であることを確認し、通信のために顧客のコンピュータを交換するために使用します。正常であれば、顧客のコンピュータのシリアルポートが損傷または負傷する可能性があります。