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modbus通讯电缆终端电阻器的作用

2016-12-21 16:18:15 | 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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