基于RS-485的多电机系统设计

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
多电机悬吊控制系统的设计及论文

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RS485简介

智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的,现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄
断。究其原因就是企业信息化的需要,企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量,后来仪表接口是RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。下面我们就简单介绍一下RS485。
RS485接口
RS485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,这有二个原因:(1)共模干扰问题: RS-485接口采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围为-7~+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。(2)EMI问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 由于PC机默认的只带有RS232接口,有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路:(1)通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号,对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。(2)通过PCI多串口卡,可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。
编辑本段RS485电缆
在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线,反之,在高速、长线传输时,则必须采用阻抗匹配(一般为120Ω)的RS485专用电缆(STP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG),而在干扰恶劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆(ASTP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG)。在使用RS485接口时,对于特定的传输线路,从RS485接口到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度与信号传输的波特率成反比,这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所影响。理论上,通信速率在100Kpbs及以下时,RS485的最长传输距离可达1200米,但在实际应用中传输的距离也因芯片及电缆的传输特性而所差异。在传输过程中可以采用增加中继的方法对信号进行放大,最多可以加八个中继,也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到9.6公理。如果真需要长距离传输,可以采用光纤为传播介质,收发两端各加一个光电转换器,多模光纤的传输距离是5~10公里,而采用单模光纤可达50公里的传播距离。
编辑本段RS485布网
网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,不支持环形或星形网络。在构建网络时,应注意如下几点: (1)采用一条双绞线电缆作总线,将各个节点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。有些网络连接尽管不正确,在短距离、低速率仍可能正常工作,但随着通信距离的延长或通信速率的提高,其不良影响会越来越严重,主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加,会造成信号质量下降。 (2)应注意总线特性阻抗的连续性,在阻抗不连续点就会发生信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性:总线的不同区段采用了不同电缆,或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装,再者是过长的分支线引出到总线。 总之,应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。 在RS485组网过程中另一个需要注意的问题是终端负载电阻问题,在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻整个网络能很好的工作但随着距离的增加性能将降低。理论上,在每个接收数据信号的中点进行采样时,只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握,美国MAXIM公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配:当信号的转换时间(上升或下降时间)超过电信号沿总线单向传输所需时间的3倍以上时就可以不加匹配。 一般终端匹配采用终端电阻方法, RS-485应在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻。终接电阻在RS-485网络中取120Ω。相当于电缆特性阻抗的电阻,因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100~120Ω。这种匹配方法简单有效,但有一个缺点,匹配电阻要消耗较大功率,对于功耗限制比较严格的系统不太适合。另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配。利用一只电容C隔断直流成分可以节省大部分功率。但电容C的取值是个难点,需要在功耗和匹配质量间进行折衷。 还有一种采用二极管的匹配方法,这种方案虽未实现真正的“匹配”,但它利用二极管的钳位作用能迅速削弱反射信号,达到改善信号质量的目的,节能效果显著。 最近两年一些公司基于部分企业信息化的实施已完成,工厂中已经铺设了延伸到车间每个办公室、控制室的局域网的现状,推出了串口服务器来取代多串口卡,这主要是利用企业已有的局域网资源减少线路投资,节约成本,相当于通过tcp/ip把多串口卡放在了现场。
编辑本段RS485和其它总线网络的区别:
我们把工业网络归结为三类:RS485网络、HART网络和现场总线网络。 HART网络:HART是由现在的艾默生提出一个过度性总线标准,他主要是在4~20毫安电流信号上面叠加数字信号,物理层采用BELL202频移键控技术,以实现部分智能仪表的功能,但此协议不是一个真正意义上开放的标准,要加入他的基金会才能拿到协议,加入基金会要一部分的费用。技术主要被国外几家大公司垄断,近两年国内也有公司在做,但还没有达到国外公司的水平。现在有很大一部分的智能仪表都带有HART圆卡,都具备HART通讯功能。但从国内来看还没有真正利用其这部分功能,最多只是利用手操器对其进行参数设定,没有发挥出HART智能仪表应有的功能,没有联网进行设备监控。从长远来看由于HART通信速率低组网困难等原因,HART仪表的采购量会程下滑趋势,但由于HART仪表已经有十多年的历史现在在装数量非常的大,对于一些系统集成商来说还有很大的可利用空间。 现场总线网络:现场总线技术是当今自动化领域技术发展热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网,它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接设置在控制现场的仪表与设置在控制室内的控制设备的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点,它的出现是传统的控制系统结构产生了革命性的变化,是自控系统朝着智能化、数字化、信息化、网络化、分散化的方向迈进,形成新型的网络集成式全分布式控制系统---现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)。但是现在的现场总线的各种标准并行存在并且都有自己的生存领域,还没有形成真正统一的标准,关键是看不到什么时候能形成统一的标准,技术也不够成熟。另外现场总线的仪表种类还比较少可供选择的余地小,价格也偏高,从最终用户的角度看大多还处于观望状态,都想等到技术成熟之后在考虑,现在实施的少。 RS485网络:RS485/MODBUS是现在流行的一种布网方式,其特点是实施简单方便 ,而且现在支持RS485的仪表又特多,特别是在油品行业RS485/MODBUS简直是一统天下,现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS,原因很简单,象原来的 HART仪表想买一个转换口非常困难 而且价格昂贵,RS485的转换接口就便宜的多而且种类繁多。至少在低端市场RS485/MODBUS还将是最主要的组网方式,近两三年内不会改变。 如今HART仪表想买一个转换口并不困难 而且价格也不在昂贵,目前国内有不少HART协议转换器,例如:SM100-A/SM100-B/SM100-C(嘉兴市松茂电子出的三款)现已基本满足国内用户的需求.同时HART-RS232/HART-RS485还支持MODBUS协议.能很好的满足不同用户的需求.

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  • 有没有一种 触摸屏通过RS485 控制 步进电机驱动器进而控制步进电机?
    答:有的呀,通过MODBUS通讯协议,触摸屏控制电机运行,有不少厂家在做,但是总线控制的就比较少了
  • 台达PLC 用RS485控制伺服可以吗?稳定性及速度如何?
    答:用RS485控制伺服,稳定性应该还可以。但RS485是一个一个伺服读写的轮询模式,如果控制的伺服多了,轮询一遍得不少时间,速度可能不是很快。如果伺服多的话,可以考虑用CAN总线通讯来控制伺服,国产的矩形PLC也支持CAN总线,并且还提供跟伺服通讯的梯形图例子。速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。
  • 如何提高RS485总线系统的可靠性
    答:影响RS485总线系统的可靠性通常是以下4点:1.应用环境。特别是在有电机或大型设备的环境,非常容易受到干扰,此类干扰通常是50Hz。2.接地问题。如果接收端与发送端在不同的地点,或间接接地,也会容易受到共模干扰。表现为接收信号时有时无,甚至一直无法接收。或者,收发相距一米便无法实现数据接收等现象...
  • 电子工程师项目式教学与训练内容简介
    答:在第三章,步进电机驱动器设计项目,读者将深入理解电机驱动原理并进行实际操作。第四个章节则涉及基于RS-485总线的多点温度测控系统设计,让学员学会远程监控和数据采集的方法。第五章,基于DDS的信号发生器设计,让学员掌握信号生成技术。第六章的消旋控制器设计,着重于控制系统的复杂性与动态性能,而数控...
  • 485支持多少节点
    答:一根RS485电缆能支持多少个设备取决于所使用的芯片和电缆的品质。节点数量越多、传输距离越远、电磁环境越恶劣,对电缆的要求就越高。支持32个节点数的芯片包括:SN75176、SN75276、SN75179、SN75180、MAX485、MAX488、MAX490。支持64个节点数的芯片有:SN75LBC184。支持128个节点数的芯片包括:MAX487、...
  • 求一个labview控制步进电机的程序,RS485口的
    答:先解决这个接口转换的问题吧。电脑的常见数据端口只有:并口,PCI,串口RS232,USB等。你需要有个板子,上面有电路能将RS485口转为以上几个电脑能使用的接口之一。然后,你的labview程序就能够通过控制电脑端接口进行数据传输。这些数据再经过转换板就可以去送到RS485接口,进而能够控制你的步进电机了?OK...
  • 电脑RS485控制继电器,继电器控制步进电机驱动器,达到电脑控制步进电机的...
    答:最好不要,电脑485的载荷是带不动继电器,而且继电器的开关频率一般也就100HZ,达不到步进电机的脉冲频率需求,注;这样继电器还容易坏。最好是花几百块买个PLC,通过RS485控制PLC来控制步进电机。或者买轴卡,这个要比PLC贵
  • rs485通信电缆测量特性?
    答:现场总线电缆是按照传输线方程来设计的,具有特性阻抗、衰减值等二次参数要求的传输元件。※ 通用型现场总线系列电缆 (※专※利※号※:2010 2 0559128.9谨防假冒) 特性阻抗为120Ω的双绞屏蔽电缆广泛用于RS485/422、CANBUS等总线,该系列电缆规格很多,请提供电缆的敷设环境、通信速率、最大无中继传输...
  • 西门子MM440变频参数怎么调试?如何通过RS485联机?
    答:P0005——显示选择——(2~4000)——21频率25电压27电流——一般选择21 P0010——调试参数过滤器——(0~30)——1快速调试30工厂的设定值——p3900恢复为0 P0295——冷却风扇断电延迟时间——(0~3600)——这个时间以秒计——180秒为宜 P0304——电动机的额定电压——(10~2000)——名牌...
  • RS485通讯,当从机达到7台以上时开始通讯不了。
    答:最常用的方法就是给电缆套上钢管或直接采用高导磁率材料制成的铠装型电缆——ASTP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG .户外敷设电缆防雷很重要!雷电的等效干扰频率在100k左右,也属于低频干扰。《GB50057-94建筑物防雷设计规范》第6.3.1条:...在需要保护的空间内,当采用屏蔽电缆时其屏...