RS485总线通信技术在实践中的应用

　　RS485总线通讯技术
　　RS485采用主-从结构的半双工方式通讯，即一问一答方式。对外通讯口一般为RS485-A、RS485-B，可设计为无极性、有极性两种方式。无极性设计即RS485-A/RS485-B不区分正、负极；有极性是指RS485-A为正极，RS485-B为负极。
　　通常用RS485-A和RS485-B或者RXD+和FXD-来表示。逻辑＂1＂以两线之间的电压差为+(0.2~6)V表示，逻辑＂0＂以两线间的电压差为-(0.2~6)V来表示，因此RS485实际上是一种典型的差分通信技术。
　　RS485 接口在电能表、采集终端内部电路设计采用光耦器件进行电气隔离，并有失效保护电路，满足 DL/T 645-2007 电气要求，并能耐受交流电压 380V、2 分钟不损坏的试验。
　　RS485 接口通信速率可设置，标准速率为 1200bps、2400bps 、4800bps 、9600bps，缺省值 为 2400bps，DL/T698.45协议表计通讯默认9600bps。
　　为避免通讯干扰产生，RS485总线推荐采用屏蔽双绞线（STP）传输，线质采用铜质材料，线径为KVVP的0.5～0.75mm2，阻抗38～88Ω/km，容抗30～50nF/km，总长不超过1200米，布线尽量远离高压电线，禁止与电源线并行。
　　使用电脑进行协议调试时，RS485串口调试连接器一般采用DB-9的9芯插头。可以配合USB/232转接线与笔记本或台式电脑通讯。
　　RS485通讯网络布线时，必须是手牵手式的总线结构布线方式，坚决杜绝星型连接和分叉连接，否则会导致RS485芯片损坏或光耦损坏，或影响通讯成功率。
　　采集设备与智能电表RS485通讯时，为保证通讯成功率，每路RS485接口最多不超过32只表计，如果超过这个数量，要提升接口带载能力（128只、256只等），布线距离较远时可以选用RS485信号中继器，一般100米通讯距离内，点对点通讯时速率可达10Mb/S，最远1200米通讯时，速率最高不超过100Kb/S。
　　项目
　　RS-232
　　RS-422
　　RS-485
　　工作方式
　　单端
　　差分
　　差分
　　节点数
　　1发1收
　　1发10收
　　1发32、128、256收
　　数据传输方式
　　全双工
　　半双工
　　半双工
　　握手
　　软件，硬件等
　　软件，无硬件握手信号
　　软件，无硬件握手信号
　　最大传输电缆长度
　　15m
　　1200m
　　1200m
　　最大传输速率
　　20Kbps
　　10Mbps
　　10Mbps
　　最大驱动输出电平
　　+/-25V
　　-0.25V～+6V
　　-7V～+12V
　　驱动器输出信号电平 (负载最小值)
　　负载
　　+/-5V～+/-15V
　　+/-2.0V
　　+/-1.5V
　　驱动器输出信号电平 (空载最大值)
　　空载
　　+/-25V
　　+/-6V
　　+/-6V
　　接收器输入电压范围
　　+/-15V
　　-10V～+10V
　　-7V～+12V
　　接收器输入门限
　　+/-3V
　　+/-200mV
　　+/-200mV
　　接收器输入电阻(Ω)
　　3K～7K
　　4K(最小)
　　≥12K
　　RS485现场调试
　　居民集中安装的计量箱使用RS485方案通讯时，禁止单个表计RS485通讯端子一次性并联超过4只RS485表计，这样接法会形成星型接线结构。
　　通讯地址数据标识：（1）DL/T645-2007数据标识0x04000401，（2）DL/T698.45数据标识0x40010200。如果是双协议表计，两个都支持抄读。
　　RS485通讯地址一般选择资产号的后12位，高位补0；单表通讯时可以选择通配地址12个A（AAAAAAAAAAAA）；广播地址是12个9（999999999999）。支持缩位地址，从低位起低2位、低4位、低6位等缩位抄读时，不足12位组帧时，高位补A，表计返回的是真实12位通讯地址。
　　当出现RS485通讯不成功时，首先应该检查通讯地址是否正确，其次使用万用表检查RS485-A、RS485-B端子之间的电压，输出电压1.5~5V之间，以上都正确的情况下，通过笔记本及USB/232/RS485通讯转接口实施点对点通讯，如果还是通讯不成功，可判定为表计故障。
　　手动三相、单相校验台体通过RS485组网通讯时，如果通讯不成功，则可能是通讯地址错误、耐压击穿RS485芯片、光耦器件造成。设备通讯接口配置
　　单相费控电能表一般只配置1路RS485通讯接口；普通三相电子式电能表及1级智能费控表（本地/远程）一般也配置1路RS485接口；0.5S级、0.2S级三相智能电能表一般标配2路RS485接口。
　　II型集中器可以选配1~3路RS485接口；I型集中器可选配2路RS485接口，专变（负控）、配变一般标配2路RS485接口。如下表格配置：
　　项目
　　通讯端口波特率
　　bps
　　最多发送次数
　　前导字节
　　前导字节数
　　延时发送ms
　　校验位
　　电脑配置
　　COM1-COM10
　　2400/9600
　　1
　　FE
　　4
　　100
　　偶校验
　　集中器
　　Com2~...
　　2400/9600
　　偶校验
　　配变
　　Com2~...
　　2400/9600
　　偶校验
　　专变
　　Com2~...
　　2400/9600
　　偶校验
　　负控
　　Com2~...
　　2400/9600
　　偶校验
　　RS485通讯组网方案I型、II型采集器+RS485单相表计（从设备不超过8只）II型采集器+RS485单相表计（从设备不超过32只）专变（负控）终端+RS485三相表计（从设备不超过8只）配变终端+RS485三相表计（从设备不超过8只）II型集中器+RS485三相表计+RS485单相表计（从设备不超过32只）I型集中器+RS485三相表计+RS485单相表计（逐渐淘汰）室内检定三相/单相台体+总线型配置校验表位（6、12、24、48、64表位）自动流水线检定台区+总线型RS485自动推接装置群（128、256、1024表位）
　　现场组网方案如下图，在居民小区、台区配电房、企业配电室、发电厂、变电站、商场使用较多，通常使用采集终端+多只单相、三相表计进行组网，通常上行使用网线、4G方式组网运行。
　　RS485总线型典型布线方案
　　而在现场调试时，较多的使用台式机主机、笔记本电脑、USB/232连接器、232/RS485转换器等设备，使用DL/T645-2007电能表通讯协议、DL/T698-45-2017面向对象通讯协议、Q/GDW376.1-2013主站通讯技术协议、Q/CSG 11109004-2016自动化终端上行通讯规约编程的软件等，即可进行本地化的通讯调试，也可通过软件进行即时报文监控，可进行一对一点对点通讯，也可以进行一对多组网通讯，如果下图所示：
　　RS485主-从结构组网一点对多点通讯
　　RS485点对点通讯调试