فهم اتصالات RS-485

مقدمة:

RS-485 هو بروتوكول قياسي لنقل البيانات. ويمكن استخدامه لإنشاء اتصال شبكة اتصالات بيانات موثوق وعالي السرعة وفي الوقت الفعلي ومتعدد العقد. يُطلق على RS-485 أيضًا اسم TIA-485. RS-485 هو معيار يحدد الخصائص الكهربائية للسائقين وأجهزة الاستقبال المستخدمة في أنظمة الاتصالات التسلسلية. يستخدم RS485 على نطاق واسع في أنظمة التحكم الصناعية ويمكنه التعامل مع ما يصل إلى 32 جهازًا على شبكة واحدة. يُستخدم RS-485 بشكل شائع في الأتمتة الصناعية لمراقبة والتحكم في PLCs، ومحركات التردد المتغير، وDCS، وما إلى ذلك. ستقدم هذه المقالة بشكل أساسي المبادئ الأساسية والخصائص والأسلاك وحالات التطبيق العملي لاتصالات RS-485.

المبادئ الأساسية للاتصال RS-485:

RS-485 هو بروتوكول اتصال تسلسلي غير متزامن يتيح الاتصال متعدد العقد. يعتمد اتصال RS-485 على الإشارات التفاضلية، حيث يتم إرسال المعلومات عبر إشارتين متكاملتين يتم إرسالهما عبر سلكين (غالبًا ما يطلق عليهما A وB). إن فرق الجهد بين السلكين هو ما ينقل المعلومات، وليس الجهد بين السلك الفردي والأرضي. وهذا يجعل أنظمة RS-485 شديدة المقاومة لضوضاء الوضع الشائع. ويمكنه تحسين مسافة الإرسال وسرعة الإرسال. ينص بروتوكول RS-485 على أن العقدة الرئيسية يمكنها التواصل مع ما يصل إلى 32 عقدة تابعة، ويتم تنسيق الاتصال بين كل عقدة من خلال العقدة الرئيسية.

مميزات اتصال RS-485:

يتميز اتصال RS-485 بخصائص السرعة العالية والموثوقية والاستقرار والوقت الحقيقي والتكلفة المنخفضة. ونظرًا لأن RS-485 يدعم الاتصال متعدد العقد، فإنه يلغي الحاجة إلى آليات إعادة توجيه الإشارة المعقدة ويسهل توسيع الشبكة. إن بروتوكول RS-485 موحد، لذلك يمكن تجنب مشكلات التوافق. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا لتطبيق تكنولوجيا النقل التفاضلي، يتمتع اتصال RS-485 بقدرات عالية على مقاومة التداخل ضد التداخل الكهرومغناطيسي. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يضمن اتصال RS-485 استقرار وموثوقية الاتصال عندما تصل مسافة الاتصال إلى 1.2 كيلومتر. يتم إرسال إشارات RS-485 دون إشعار بالاستلام. يمكن أن تؤدي الانقطاعات أو التداخل في الإشارات التفاضلية إلى إتلاف البيانات دون تكرارها أو استقبالها؛ نظام "أطلق وانسى".

الأسلاك RS-485:

تتطلب أسلاك RS-485 آلية الزوج الملتوي كما هو موضح في الشكل أدناه. يتم وضع زوج ملتوي يتكون من زوج موجب وسالب من خطوط البيانات. وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن RS-485 يستخدم إشارات تفاضلية للإرسال، فإننا نحتاج أيضًا إلى توفير أرضية إشارة مشتركة إضافية لخطي البيانات. ومن أجل تجنب التداخل من إشارات التداخل الأخرى، يمكننا إضافة مخفف مقاوم للتداخل RS-485 في منتصف الأسلاك.

حالة الاتصال RS-485:

دعونا نفكر في مثال بسيط لشبكة RS-485 التي تحتوي على جهاز رئيسي واحد وجهازين تابعين.

حالة الخمول: عندما لا يكون هناك جهاز للإرسال، يكون الخط في حالة الخمول. في هذه الحالة، فرق الجهد بين الخط A والخط B يساوي صفرًا.

ناقل الحركة الرئيسي: عندما يريد السيد إرسال البيانات، فإنه يغير فرق الجهد بين الخطين A وB. على سبيل المثال، قد يعني الرقم "1" أن الجهد A أعلى من الجهد B، وقد يعني الرقم "0" أن الجهد B أعلى من الجهد A.

ما سيحصل عليه العبد: ستقوم جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة، بما في ذلك العبد، بمراقبة فرق الجهد بين الخطين A وB بشكل مستمر. وعندما يكتشفون تغييرًا، فإنهم يفسرونه على أنه بعض البيانات.

استجابة التابع: إذا أرسل السيد أمرًا يتطلب استجابة من العبد، فسوف ينتظر العبد حتى يكمل السيد الإرسال ثم يقوم بتغيير فرق الجهد بين الخطين A وB لإرسال استجابته.

الاستقبال الرئيسي: الجهاز الرئيسي، مثل الجهاز التابع، يراقب باستمرار فرق الجهد بين الخطين A وB، لذلك سيتلقى الاستجابة من الجهاز التابع.

العودة إلى حالة الخمول: بعد إرسال جميع البيانات، يعود الخط إلى حالة الخمول ويكون فرق الجهد بين الخطين A وB صفرًا.

وبهذه الطريقة، يمكن إرسال البيانات ذهابًا وإيابًا عبر شبكة RS-485. من المهم ملاحظة أن جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة تحتاج إلى استخدام نفس المنطق لتفسير اختلافات الجهد على أنها بتات (على سبيل المثال، هل يمثل الجهد A الذي يحتوي على جهد أعلى من الجهد B "1" أو "0"). في الشبكة التي تحتوي على أجهزة متعددة، يحتاج كل جهاز إلى عنوان فريد حتى يعرف متى يستمع ومتى يتجاهل حركة المرور على الخط. يتم التعامل مع هذا عادةً من خلال بروتوكول مستخدم عبر RS-485، مثل Modbus أو Profibus.

على سبيل المثال، في شبكة Modbus، تبدأ كل رسالة يرسلها السيد بعنوان الجهاز المستهدف. عندما ترى الأجهزة رسالة تحتوي على عنوانها، فإنها تعرف كيفية معالجة الرسالة وربما إرسال رد. إذا كان العنوان لا يتطابق مع عنوانك، فسيتم تجاهل الرسالة.

لخص:

بالمقارنة مع TCP/IP، وUSB، وI2C والبروتوكولات الأخرى، على الرغم من أن سرعة نقل RS-485 ليست سريعة بشكل خاص، إلا أنها تتمتع بمزايا لا مثيل لها: يمكنها تحقيق اتصال متعدد العقد، ولديها قدرة قوية على مقاومة التداخل، ولديها اتصال طويل. مسافة. هذه الخصائص لا يمكن مقارنتها بأي بروتوكول آخر. باعتباره بروتوكول اتصال يستخدم على نطاق واسع في التحكم الصناعي والأتمتة وغيرها من المجالات، لا يزال لدى RS-485 آفاق واسعة للاستخدام في المستقبل.

TZ Tech توريد أجهزة الأتمتة الصناعية والوحدات النمطية وبطاقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومحركات الأقراص والمحركات وقطع الغيار وما إلى ذلك.

العديد من المنتجات المتاحة فقط انتظرك، فلا تتردد في طلب الحصول على صفقة أفضل!!!

بو ل

أخصائي مبيعات

[email protected]
+86-175 5077 6091