Compréhension des communications RS-485

Introduction:

RS-485 est un protocole standard pour la transmission de données. Il peut être utilisé pour établir une connexion réseau de communication de données multi-nœuds fiable, à haut débit et en temps réel. RS-485 est également appelé TIA-485. RS-485 est une norme qui définit les caractéristiques électriques des pilotes et récepteurs utilisés dans les systèmes de communication série. Le RS485 est largement utilisé dans les systèmes de contrôle industriels et peut gérer jusqu'à 32 appareils sur un seul réseau. Le RS-485 est couramment utilisé dans l'automatisation industrielle pour surveiller et contrôler les automates programmables, les variateurs de fréquence, les DCS, etc. Cet article présentera principalement les principes de base, les caractéristiques, le câblage et les cas d'application pratiques de la communication RS-485.

Principes de base de la communication RS-485 :

RS-485 est un protocole de communication série asynchrone qui permet une communication multi-nœuds. La communication RS-485 est basée sur une signalisation différentielle, où les informations sont transmises sur deux signaux complémentaires envoyés sur deux fils (souvent appelés A et B). C'est la différence de tension entre les deux fils qui transmet l'information, et non la tension entre le fil individuel et la terre. Cela rend les systèmes RS-485 très résistants au bruit de mode commun. Et cela peut améliorer la distance de transmission et la vitesse de transmission. Le protocole RS-485 stipule qu'un nœud maître peut communiquer avec jusqu'à 32 nœuds esclaves et que la communication entre chaque nœud est coordonnée via le nœud maître.

Caractéristiques de la communication RS-485 :

La communication RS-485 présente les caractéristiques de vitesse élevée, de fiabilité, de stabilité, de temps réel et de faible coût. Étant donné que le RS-485 prend en charge la communication multi-nœuds, il élimine le besoin de mécanismes complexes de transfert de signal et facilite l'extension du réseau. Le protocole RS-485 est standardisé, ce qui permet d'éviter les problèmes de compatibilité. De plus, grâce à l'application de la technologie de transmission différentielle, la communication RS-485 possède des capacités anti-interférences élevées contre les interférences électromagnétiques. Dans le même temps, la communication RS-485 peut garantir la stabilité et la fiabilité de la communication lorsque la distance de communication atteint 1,2 kilomètres. Les signaux RS-485 sont transmis sans accusé de réception. Les interruptions ou interférences dans les signaux différentiels peuvent corrompre les données sans qu'elles soient répétées ou reçues ; un système "tirer et oublier".

Câblage RS-485 :

Le câblage du RS-485 nécessite le mécanisme à paire torsadée, comme indiqué dans la figure ci-dessous. Une paire torsadée composée d'une paire de lignes de données positives et négatives est posée. Dans le même temps, puisque RS-485 utilise des signaux différentiels pour la transmission, nous devons également fournir une masse de signal commune supplémentaire pour les deux lignes de données. Afin d'éviter les interférences d'autres signaux interférents, nous pouvons ajouter un atténuateur résistant aux interférences RS-485 au milieu du câblage.

Mallette de communication RS-485 :

Prenons un exemple simple d'un réseau RS-485 avec un périphérique maître et deux périphériques esclaves.

État inactif : lorsqu'aucun appareil ne transmet, la ligne est en état d'inactivité. Dans cet état, la tension différentielle entre la ligne A et la ligne B est nulle.

Transmission maître : lorsque le maître souhaite envoyer des données, il modifie la différence de tension entre les lignes A et B. Par exemple, un « 1 » peut signifier que A a une tension supérieure à celle de B, et un « 0 » peut signifier que B a une tension supérieure à celle de A.

Ce que l'esclave obtiendra : Tous les appareils du réseau, y compris l'esclave, surveilleront en permanence la différence de tension entre les lignes A et B. Lorsqu'ils détectent un changement, ils l'interprètent comme des données.

Réponse de l'esclave : si le maître envoie une commande qui nécessite une réponse de la part de l'esclave, l'esclave attendra que le maître termine la transmission, puis modifiera la différence de tension entre les lignes A et B pour envoyer sa réponse.

Réception maître : l'appareil maître, comme l'appareil esclave, surveille en permanence la différence de tension entre les lignes A et B, il recevra donc la réponse de l'appareil esclave.

Retour à l'état inactif : une fois toutes les données transmises, la ligne revient à l'état inactif et la différence de tension entre les lignes A et B est nulle.

De cette manière, les données peuvent être échangées sur le réseau RS-485. Il est important de noter que tous les appareils du réseau doivent utiliser la même logique pour interpréter les différences de tension sous forme de bits (c'est-à-dire que A ayant une tension supérieure à B représente un « 1 » ou un « 0 »). Dans un réseau comportant plusieurs appareils, chaque appareil doit avoir une adresse unique afin de savoir quand écouter et quand ignorer le trafic sur la ligne. Ceci est généralement géré par un protocole utilisé sur RS-485, tel que Modbus ou Profibus.

Par exemple, dans un réseau Modbus, chaque message envoyé par le maître commence par l'adresse de l'appareil cible. Lorsque les appareils voient un message avec leur adresse, ils savent qu'ils doivent traiter le message et éventuellement envoyer une réponse. Si l'adresse ne correspond pas à votre propre adresse, le message est ignoré.

Résumer:

Par rapport aux protocoles TCP/IP, USB, I2C et autres, bien que la vitesse de transmission du RS-485 ne soit pas particulièrement rapide, il présente des avantages inégalés : il peut réaliser une communication multi-nœuds, a une forte capacité anti-interférence et a une longue communication distance. Ces caractéristiques ne sont comparables à aucun autre protocole. En tant que protocole de communication largement utilisé dans le contrôle industriel, l'automatisation et d'autres domaines, le RS-485 a encore de larges perspectives d'utilisation future.

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Bou L.

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