5大工业通讯协议揭秘如何从它们的差异中发现总线设备的独特优势
在工业通信领域,RS232作为与PC机通信中应用最广泛的一种串行接口,其设计初衷是为了在低速率的串行通讯环境中增加通讯距离。由于其为单端信号传送,存在共地噪声和无法抑制共模干扰的问题,因此一般用于20米以内的通信。在这种接口中,有22根线采用标准的25芯插头座,并且通过逻辑电平来表示数据,即逻辑“1”代表−5V~-15V,而逻辑“0”则代表+5V~+15V。
然而,当需要实现几十米到上千米的长距离通信时,便会选择RS485串行总线标准。RS485通过平衡发送和差分接收,从而具备抑制共模干扰能力。此外,由于总线收发器具有高灵敏度,可以检测低至200mV的电压,所以能够在千米以外得到信号恢复。虽然RS485采用半双工工作方式,只能有一点处于发送状态,但它提供了方便多点互连,并且可以省去许多信号线。在分布式系统中,它允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
不同于RS232、RS485以及其他标准的是,RS422以双端线传送信号,将逻辑电平转换成电位差完成信息传输,同时也可以将电位差转变成逻辑电平进行信息接收。这使得RS422能够实现全双工工作,而不像其他标准那样只能半双工工作。此外,由于使用差动方式发送和接受,不需要数字地线,这也增加了其传输距离。
RJ45接口通常用于数据传输,最常见的应用包括网卡接口。RJ45是一种类型的连接插头,有两种排列顺序:一种是橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕;另一种是绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕white, 棕。而这两种排序对应不同的直通或交叉连接方法,使得RJ45成为局域网和ADSL宽带用户网络设备间连接必不可少的一部分。
随着智能设备数量不断增长,对于PC与这些设备之间通讯需求日益增长。但遗憾的是,现有的物理介质层(如 RS232 和 RS485)以及链路层(如以太网)的解决方案往往缺乏ISO/OSI模型所定义的一致性,这限制了它们在功能扩展方面的手段。如果想要实现更为复杂或可扩展性的通讯协议,就必须自行编写程序,这些程序通常没有很好的跨平台兼容性。
相比之下,现场总线技术基于ISO/OSI模型,是一个完整支持软件系统,可以处理总线控制冲突检测及链路维护等问题。在现场总线系统中,无论主从设备还是多个主设备都能自动形成网络,与同一层级别上的不同厂商产品可以无缝对话,因此提供了一套更加灵活、高效且易于管理的解决方案。