RS-485网络故障的查找及其排除

RS-485网络故障查找与排除
作者:Mike Fahrion，B&B电子/ Vance VanDoren，CONTROL ENGINEERING编辑顾问  

　　尽管更加现代化的替代技术日益增多，但RS-485技术仍然在无数的通信网络中保持着中流砥柱的地位。以下是检查常见故障和建立比较麻烦的RS-485网络的8步方法。
　　1. RS-485使用一对非平衡差分信号，这意味着网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地，以最小化数据线上的噪声。数据传输介质由一对双绞线组成，在噪声较大的环境中应加上屏蔽层。
　　2. 在绝大多数的RS-485网络中，终端节点所引起的问题比它能解决的要多。为了检查哪一个节点停止了工作，需要切断每一个节点的电源并将其从网络中断开。使用欧姆表测量接收端A与B或+与-之间的电阻值。故障节点的读数通常小于200欧姆，而非故障节点的读数将会比4,000欧姆大得多。
　　3. 哪一根线是A、哪一根线是B一直都不是很清楚。不同的制造商采用不同的标签规定，即使B线应该永远是在空闲状态下电压更高的那一根。因此，A线相当于-，B线相当于+。可在网络空闲的状态下用电压表检测。如果B线没有比A线电压更高，那么就会存在连接问题。
　　4. 当没有设备进行传输，所有设备都处于监听状态的时候，RS-485网络中会出现三态状态。这将导致所有的驱动器进入高阻态，使悬空状态传回所有的RS-485接收端。节点设计者为了克服这一不稳定状态典型的方法是：在接收端的A和B线加装下拉和上拉电阻来模拟空闲状态。为了检查这一偏置，应在网络供电和空闲的状态下测量B线到A线的电压。为了确保远离如图中所示的不定状态，要求至少存在300mV的电压。如果没有安装终端电阻，偏置的要求是非常宽松的。

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　　5. 一根双绞线加地的RS-485网络可以上行与下行地传送数据。由于没有两个发送端能够在同一时间成功地通讯，所以在数据的最后一位传送完毕后的一个时间片内，网络表现为空闲态，但实际上节点还没有使其驱动器进入三态状态。如果另一个设备试图在这一时间段内进行通讯，将会发生结果不可预测的冲突。为了检测这种冲突，使用数字示波器来捕捉几个字节的1和0。确定一个节点在传输结束时进入三态状态所需要的时间，如图中所示。确保RS-485软件没有试图响应比一个字节的时间更短的请求（在76.8kb/s的速率下略大于1ms）。
　　6. 每一种可靠的中长距离联网技术都有某种形式的内置隔离，除了RS-485以外。它要靠系统设计者来确保网络不包括任何接地回路。隔离每一个节点将以数量级的程度增加网络的可靠性。
　　7. 虽然隔离是抵御电源浪涌的第一道防线，但是增加多级浪涌抑制器可以消弱更大的浪涌干扰，保证它们是在网络隔离可以容忍的范围内。最好是在网络有高性能接地点的位置安装浪涌抑制器。在同一点将其连接到大地，就像其他的网络设备或工厂的电气系统一样。
　　8. 一旦RS-485网络建立并运行，就应记录下其配置的每一个细节。包括终端信息、偏置、线型和备件信息。如果可以负担得起，应购买一些备件并存放在机柜中。