提高RS485總線可靠性及故障處理方法

　　對于由MCU結(jié)合RS485微系統(tǒng)組建的測控網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)優(yōu)先采用各微系統(tǒng)獨(dú)立供電方案，最好不要采用一臺大電源給微系統(tǒng)并聯(lián)供電，同時(shí)電源線(交直流)不能與RS485信號線共用同一股多芯電纜。RS485信號線宜選用截面積0.75mm2以上雙絞線而不是平直線。對于每個小容量直流電源選用線性電源LM7805比選用開關(guān)電源更合適，當(dāng)然應(yīng)注意LM7805的保護(hù)。

　　(1)LM7805輸入端與地應(yīng)跨接220~1000μF電解電容;

　　(2)LM7805輸入端與輸出端反接1N4007二極管;

　　(3)LM7805輸出端與地應(yīng)跨接470~1000μF電解電容和104pF獨(dú)石電容并反接1N4007二極管;

　　(4)輸入電壓以8~10V為佳，最大允許范圍為6.5~24V。可選用TI的PT5100替代LM7805，以實(shí)現(xiàn)9～38V的超寬電壓輸入。

　　5.光電隔離

　　在某些工業(yè)控制領(lǐng)域，由于現(xiàn)場情況十分復(fù)雜，各個節(jié)點(diǎn)之間存在很高的共模電壓。雖然RS485接口采用的是差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾的能力，但當(dāng)共模電壓超過RS485接收器的極限接收電壓，即大于+12V或小于-7V時(shí)，接收器就再也無法正常工作了，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。

　　解決此類問題的方法是通過DC-DC將系統(tǒng)電源和RS485收發(fā)器的電源隔離;通過光耦將信號隔離，徹底消除共模電壓的影響。實(shí)現(xiàn)此方案的途徑可分為：

　　(1)用光耦、帶隔離的DC-DC、RS485芯片構(gòu)筑電路;

　　(2)使用二次集成芯片，如PS1480、MAX1480等。

　　6.RS485系統(tǒng)的常見故障及處理方法

　　RS485是一種低成本、易操作的通信系統(tǒng)，但是穩(wěn)定性弱同時(shí)相互牽制性強(qiáng)，通常有一個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會導(dǎo)致系統(tǒng)整體或局部的癱瘓，而且又難以判斷。故向讀者介紹一些維護(hù)RS485的常用方法。

　　(1)若出現(xiàn)系統(tǒng)完全癱瘓，大多因?yàn)槟彻?jié)點(diǎn)芯片的VA、VB被電源擊穿，使用萬用表測VA、VB間差模電壓為零，而對地的共模電壓大于3V，此時(shí)可通過測共模電壓大小來排查，共模電壓越大說明離故障點(diǎn)越近，反之越遠(yuǎn)。

　　(2)總線連續(xù)幾個節(jié)點(diǎn)不能正常工作。一般是由其中的一個節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致的。一個節(jié)點(diǎn)故障會導(dǎo)致鄰近的2～3個節(jié)點(diǎn)(一般為后續(xù))無法通信，因此將其逐一與總線脫離，如某節(jié)點(diǎn)脫離后總線能恢復(fù)正常，說明該節(jié)點(diǎn)故障。

　　(3)集中供電的RS485系統(tǒng)在上電時(shí)常常出現(xiàn)部分節(jié)點(diǎn)不正常，但每次又不完全一樣。這是由于對RS485的收發(fā)控制端TC設(shè)計(jì)不合理，造成微系統(tǒng)上電時(shí)節(jié)點(diǎn)收發(fā)狀態(tài)混亂從而導(dǎo)致總線堵塞。改進(jìn)的方法是將各微系統(tǒng)加裝電源開關(guān)然后分別上電。

　　(4)系統(tǒng)基本正常但偶爾會出現(xiàn)通信失敗。一般是由于網(wǎng)絡(luò)施工不合理導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性處于臨界狀態(tài)，最好改變走線或增加中繼模塊。應(yīng)急方法之一是將出現(xiàn)失敗的節(jié)點(diǎn)更換成性能更優(yōu)異的芯片。

　　(5)因MCU故障導(dǎo)致TC端處于長發(fā)狀態(tài)而將總線拉死一片。提醒讀者不要忘記對TC端的檢查，盡管RS485規(guī)定差模電壓大于200mV即能正常工作。但實(shí)際測量：一個運(yùn)行良好的系統(tǒng)其差模電壓一般在1.2V左右(因網(wǎng)絡(luò)分布、速率的差異有可能使差模電壓在0.8~1.5V范圍內(nèi))。