RS-485 — промышленный последовательный интерфейс для обмена данными между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии в полудуплексном режиме. В отличие от RS-232 (точка-точка, до 15 м), RS-485 работает по дифференциальной витой паре, допускает до 32 устройств на шине и линию до 1200 м при скорости 100 кбит/с [7].
RS-485 — это стандарт физического уровня, который описывает только электрические и временные характеристики линии, но не регламентирует протокол обмена [8]. Логический протокол (например, Modbus RTU) работает поверх него. Передача дифференциальная: сигнал на проводе A инверсен сигналу на проводе B, а информация кодируется разностью потенциалов. Это даёт высокую помехоустойчивость и позволяет прокладывать линию в цехах рядом с силовым оборудованием [8].
RS-232 — это интерфейс точка-точка между терминалом (DTE) и коммуникационным оборудованием (DCE). Он дуплексный, использует отдельные линии приёма и передачи, но ограничен по дальности: на 15 метрах обычно работает 9600 бит/с, на минимальном расстоянии — до 115,2 кбит/с [3]. RS-485 в базовом варианте — полудуплекс, одна витая пара, до 32 стандартных приёмопередатчиков на линии, длина около 1 км [5]. Скорость и дальность связаны: 10 Мбит/с — до 120 м, 100 кбит/с — до 1200 м [7]. Приёмники с входным сопротивлением 1/2, 1/4, 1/8 от стандартного позволяют подключать больше устройств [7].
На практике RS-485 применяется для опроса датчиков, счётчиков, преобразователей частоты, контроллеров. Типовая топология — «шина»: приёмопередатчики последовательно подключаются к витой паре, длинных ответвлений быть не должно, так как они вызывают рассогласование и отражения сигнала [4]. Скрутки и сращивания кабеля не допускаются — устройства подключаются непосредственно к шине [4]. Для связи с верхним уровнем (SCADA, контроллер) используются серверы последовательных интерфейсов, преобразующие RS-485 в Ethernet; данные упаковываются в Ethernet-пакеты и распаковываются на другом конце, протокол при этом не разбирается [2]. Например, CS-3102 имеет один порт RS-485 и один RS-232, скорость RS-485 от 600 бит/с до 1 Мбит/с [1].
Типичные ошибки: длинные ответвления от шины, отсутствие согласующих резисторов на концах линии, применение кабеля не в виде витой пары, подключение устройств «звездой». Также путают RS-485 и RS-422: последний — дуплексный, на четырёх проводах. При прокладке через оптику используют конвертеры RS-232/422/485 в оптоволокно, поддерживающие кольцо в полудуплексном режиме [6].
Материалы сайта по теме
- ЛАНТАН – качественные промышленные коммуникационные серверы, преобразователи интерфейсов
- Как правильно прокинуть интерфейсы RS-232/422/485 через оптику?
- В чем отличия интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485?
- Рекомендации по разводке сети интерфейса RS-485
- Что такое Modbus? Протокол ModBus RTU и Modbus TCP
- Как получить данные с нескольких RS-232/422/485
Частые вопросы
Сколько устройств можно подключить к одной линии RS-485?
Один стандартный передатчик рассчитан на 32 стандартных приёмника. Приёмники с уменьшенным входным сопротивлением (1/2, 1/4, 1/8) позволяют увеличить число устройств [7].
Какая максимальная длина линии RS-485?
Зависит от скорости: при 100 кбит/с — до 1200 м, при 10 Мбит/с — до 120 м [7]. В базовом варианте линия около 1 км [5].
Чем RS-485 отличается от RS-232?
RS-232 — точка-точка, дуплекс, до 15 м. RS-485 — многоточечная дифференциальная шина, полудуплекс, до 1200 м и до 32 устройств [3][7].
Можно ли соединять устройства RS-485 звездой?
Нет, стандарт предполагает топологию «шина» с последовательным подключением к витой паре. Длинные ответвления вызывают рассогласование и отражения [4].
Нужны ли согласующие резисторы в RS-485?
Да, на концах шины устанавливаются терминаторы для согласования линии. Без них возможны отражения сигнала и сбои связи [4].
