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modbus通讯电缆终端电阻器的作用

2016-11-02 11:52:35 | 人围观 | 评论:

    大家知道基于西门子200(200smart)集成的RS 485通讯协议下的通讯类型,其中有modbus通讯。其下面又被细分为modbus rtu通讯(西门子官方提供库指令文件)、modbus ascll通讯、USS(西门子特定仅仅只能与西门子驱动器通讯的一种协议)、自由口通讯。
   通讯原理:假设系统中有一个主站(只能在系统中设置唯一的主站),与一个或者多个从站plc设备连接。如果主站在发送请求信息中包含其中一个从站地址信息及数据请求。(如果不带有从站地址信息,则被判断为广播通讯模式,即向所有的从站发送数据请求),从站会判断请求中的地址与本机中被设置的地址等信息是否一致,如果一致,则会根据信息请求内容,把从站数据发送给主站;如果不一致,则从站会忽略主站的信息数据,如此循环轮询方式或者用户自定义方式进行。
    RS 485通讯模式是采用正、负2根信号线(双绞屏蔽线)作为信息传输的媒介,线间电压+2V ~ +6V,则表示逻辑电平1(高电平),线间电压为-2V ~ -6V,则表示逻辑电平0(低电平),差分输出来实现主站与各从站之间建立通讯消息的传递。如果通讯伙伴之间的距离大于50米(西门子通信手册的规定),则需要在最后一个通讯从站的端子上添加终端电阻器,
   这个电阻的作用和意义是怎样的呢?我们来说道说道。
如何计算两根导线之间的相关数据:
   如果这2根导线作无限延长,那么主、从站之间的通讯线路上存在线路电阻(线损)加大;容抗会随着干线的延长而减小,这个可以通过简单的公式来求证。
Rl  = ρ* L/S(Ω)
其中,ρ导线电阻率
      L导线长度(米)
      S导线截面积(平方毫米)
   Xc  = 1 / ω* C (Ω)
其中,ω = 2 * 3.14 * f(频率)
      C 电容容量(法拉)
线路间的电容计算
      Co=0.01207÷[lg(D/r)]
其中,Co―两输电线间的电容(μF/km)
      D―两输电线轴线间的距离(cm)
      r―导线半径(cm)
    这3个值的差异决定了通讯电缆的可选择长度范围,当通讯工作频率越高;或者通讯距离增大,2根导线之间的“线阻”就越大,通讯时逻辑电平高或低值是有规约的,如果这些逻辑电平被畸变或者被缩放,则会制约有效的逻辑电平正常传输,使主、从站无法判断正确的信息。为改善由于外部硬件连接条件引起的信号衰减或畸变,需要在通讯信号线回路增加一个电阻器,俗称:终端电阻器,来确保信号电平值在范围。
终端电阻的作用:
1)  降低通讯线间的容抗
2)  降低主、从通讯口的阻抗
3)  抑制逻辑电平的峰值
4)  降低通讯线间的驻波
终端电阻的选择:
   一般选择在120~330Ω/(1/2W)电阻器
关于上拉和下拉电阻的作用:
    上拉电阻的作用是能够把高电平信号在1(+2V)附近的阀值,有效地拉升到高电平范围内,该电阻与电源端连接(1.5KΩ)。
    下拉电阻的作用是能够把低电平信号在0(-6V)附近的阀值,有效地拉低到低电平范围内。该电阻与系统地(参考点)连接(470Ω)。




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