如何诊断RS485总线通讯不稳定的现场问题

【前言】
通讯总线问题的现场诊断，是一件非常考验技术员对于相关协议理论与实践相结合能力的事情，这次说一说RS485总线通讯的问题。而对通讯的故障进行分析和诊断之前，需要对RS485总线的一些基本概念有所了解。

【RS485总线的基本特性】
根据RS485工业总线标准，RS485工业总线为特性阻抗120Ω的半双工通讯总线，根据485芯片的不同，其最大负载能力有几个级别：32台、128台和256台。但是理论上的标称往往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足（无源转换器）、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量。

【RS485总线的传输距离】
根据RS485总线结构理论，在理想环境的前提下，RS485总线传输距离可以达到1200米。其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600比特率(bit/s)，只负载一台RS485设备，才能使得通讯距离达到1200米，所以通常RS485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。如果负载RS485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。

【RS485总线的连接方式与终端电阻】
RS485工业总线标准要求各设备之间采用手拉手式连接方式，两头必须接有120Ω终端电阻。顺便说一说对RS485工业总线理解的误区，多少人认为485总线是一种最简单、最稳定、最成熟的工业总线结构。485总线的部署及安装确实简单，但想要做到稳定，却是要花些功夫的。485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。485总线虽然简单，但也必须严格按照安装施工规范进行布线。

【RS485总线在现场应用中常见的几种通讯故障】
1、完全通讯不上。2、只和一台设备连接时能通讯上，连接多台设备时就通讯不上或者有的能通上，有的无法通讯，或者严重丢包。3、通讯时系统提示受到干扰，或者不通讯时通讯指示灯也不停地闪烁。4、有时能通讯上，有时通讯不上，有的指令可以通，有的指令不可以通。

【现场诊断与排除RS485总线故障的一些方案方法】
1、由于RS485信号使用的是一对非平衡差分信号，意味RS485网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地，以减少数据线上的噪音，所以数据线最好由双绞线组成，并且在外面加上屏蔽层作为地线，将RS485网络中RS485设备连接起来，并且在一个点可靠接地。2、在工业现场当中，现场情况非常复杂，各个节点之间存在很高的共模电压，RS485接口使用的是差分传输方式，有抗共模干扰能力，但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时，超过RS485接收器的极限接收电压。接收器就无法工作，甚至可能会烧毁芯片和一起设备。可以在RS485总线中使用RS485光隔离中继器，将RS485信号及电源完全隔离，从而消除共模电压的影响。3、RS485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，如果RS485总线的传输距离如果超过100米，建议施工时在RS485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。4、RS485总线中RS485节点要尽量减少与主干之间的距离，建议RS485总线采用手牵手的总线拓扑结构。星型结构会产生反射信号，影响RS485通信质量。5、影响RS485总线的负载能力的因素：通讯距离，线材的品质，波特率，转换器供电能力，RS485设备的防雷保护，RS485芯片的选择。如果RS485总线上的RS485设备比较多的话，建议使用带有电源的RS485转换器，无源型的RS485转换器由于时从串口窃电，供电能力不是很足，负载能力不够。选用好的线材，如有可能使用尽可能低的波特率，选择高负载能力的RS485芯片，都可以提高RS485总线的负载能力。RS485设备的防雷保护中的防雷管会吸收电压，导致RS485总线负载能力降低，去掉防雷保护可以提高RS485总线负载能力。6、了解并检查主控设备与被控设置的上下拉电阻，RS485总线首末端是否成对使用了120Ω终端电阻，如有条件则使用万用表测量RS485总线的工作电压，使用示波器检测RS485总线的信号。