RS485-Kommunikation Allgemeine Fehlersuche

Der RS485-Standard wurde zunächst von der EIA entwickelt und dann von der TIA unter der Bezeichnung TIA/EIA485-a überarbeitet. RS-485 ermöglicht eine bidirektionale Mehrpunktkommunikation über ein Paar verdrillter Adernpaare mit hervorragender Störungsunterdrückung, Datenübertragungsrate, Kabellänge und Zuverlässigkeit. RS485 (RS232 zu RS485) ist ein kostengünstiges, einfach zu bedienendes Kommunikationssystem, das jedoch bei unsachgemäßer Handhabung häufig zu Kommunikationsfehlern oder sogar zu Systemlähmungen und anderen Ausfällen führt.

1. RS-485 (RS485-Wandler) verwendet ein Paar unsymmetrischer Differenzsignale, was bedeutet, dass jedes Gerät im Netzwerk über eine Signalschleife mit der Erde verbunden sein muss, um Rauschen auf der Datenleitung zu eliminieren. Das Datenübertragungsmedium besteht aus einem Paar verdrillter Adernpaare, die in lauten Umgebungen abgeschirmt werden sollten.

2. In den meisten RS-485-Netzen verursacht der Abschlussknoten mehr Probleme, als er lösen kann. Um zu prüfen, welcher Knoten nicht mehr funktioniert, muss die Stromversorgung jedes Knotens unterbrochen und er vom Netz getrennt werden. Messen Sie mit einem Ohmmeter den Widerstand zwischen a und b oder + und - auf der Empfangsseite. Ein defekter Knotenpunkt zeigt in der Regel weniger als 200 Ohm an, während ein nicht defekter Knotenpunkt viel mehr als 4.000 Ohm anzeigt.

3. Es war nie klar, welcher Draht a und welcher Draht b ist. Verschiedene Hersteller verwenden verschiedene Etiketten, um anzugeben, welcher Draht a und welcher Draht b ist. Die verschiedenen Hersteller verwenden unterschiedliche Beschriftungen, obwohl die Leitung b im Ruhezustand immer die höhere Spannung haben sollte. Somit ist Leitung a gleichbedeutend mit - und Leitung b gleichbedeutend mit +. Dies kann mit einem Voltmeter überprüft werden, wenn sich das Netz im Leerlauf befindet. Wenn Leitung b keine höhere Spannung als Leitung a hat, liegt ein Verbindungsproblem vor.

4. Wenn keine Geräte senden und alle Geräte hören, tritt im RS-485-Netzwerk ein Tri-State-Zustand auf. Dies führt dazu, dass alle Treiber in einen hochohmigen Zustand übergehen, wodurch ein hängender Zustand an alle RS-485-Empfänger zurückgesendet wird. Eine typische Methode, die von Knotenentwicklern verwendet wird, um diesen instabilen Zustand zu überwinden, besteht darin, einen Leerlaufzustand zu simulieren, indem Pull-down- und Pull-up-Widerstände zu den Leitungen a und b auf der Empfangsseite hinzugefügt werden. Um diese Vorspannung zu überprüfen, sollte die Spannung von Leitung b zu Leitung a gemessen werden, wenn das Netzwerk eingeschaltet und im Leerlauf ist. Eine Spannung von mindestens 300 mV ist erforderlich, um sicherzustellen, dass der in der Abbildung gezeigte unbestimmte Zustand vermieden wird. Wenn keine Abschlusswiderstände installiert sind, sind die Anforderungen an die Vorspannung sehr gering.

5. Ein RS-485-Netz mit einer verdrillten Zweidrahtleitung plus Masse kann Daten sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts übertragen. Da keine zwei Sender gleichzeitig erfolgreich kommunizieren können, verhält sich das Netzwerk so, als ob es für eine Zeitspanne im Leerlauf ist, nachdem ein Bit an Daten übertragen wurde, aber der Knoten seine Treiber nicht tatsächlich dreimal bestätigt hat. Wenn ein anderes Gerät während dieser Zeitspanne versucht, zu kommunizieren, kommt es zu einem Konflikt mit unvorhersehbaren Ergebnissen. Um diesen Konflikt zu erkennen, verwenden Sie ein digitales Oszilloskop, um ein paar Bytes mit 1en und 0en aufzuzeichnen. Bestimmen Sie die Zeit, die ein Knoten benötigt, um am Ende einer Übertragung in den Tri-State-Zustand überzugehen. Stellen Sie sicher, dass die RS-485-Software nicht versucht, auf eine Anfrage zu antworten, die kürzer ist als die Zeit für ein Byte (etwas mehr als 1 ms bei 76,8 kbit/s).

6. Jede zuverlässige Netzwerktechnologie für mittlere bis große Entfernungen verfügt über eine Form von eingebauter Isolierung, mit Ausnahme von RS-485. Der Systementwickler muss sicherstellen, dass das Netz keine Masseschleifen enthält. Die Isolierung jedes Knotens erhöht die Zuverlässigkeit des Netzes um Größenordnungen.

7. Während die Isolierung ein Schutz gegen Überspannungen ist, kann die Hinzufügung von mehrstufigen Überspannungsschutzgeräten größere Überspannungen abschwächen und sicherstellen, dass sie innerhalb der tolerierbaren Grenzen der Netzisolierung liegen. Überspannungsschutzgeräte werden an Stellen im Netz installiert, an denen es leistungsfähige Erdungspunkte gibt. Der Anschluss an die Erde erfolgt am gleichen Punkt wie bei allen anderen Netzwerkgeräten oder dem elektrischen System im Werk.

8. Sobald das RS-485-Netzwerk eingerichtet und in Betrieb ist, sollte jedes Detail der Konfiguration dokumentiert werden. Dazu gehören Informationen über Anschlüsse, Vorspannung, Kabeltyp und Ersatzteile. Ersatzteile sollten gekauft und in Schränken gelagert werden, wenn dies möglich ist.