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傳統的RS-485組網方式只允許一個主機(上位機),但是在許多情況下要求有多臺RS-485主機進行組網。本文以波仕電子的產品為例介紹兩種RS-485多主機通信產品及其組網方式----采用RS-485共享器和采用RS-485交換機。采用共享器可以允許2臺主機,而且可以對這2太主機的發送信號按照發送順序進行優先排序,避免同時發送導致的系統癱瘓。而采用交換機可以允許4臺主機(上位機)控制下位機,而且光電隔離,但是不能夠2個上位機同時發送。
1、采用共享器的RS-485多主機通信方式
波仕電子的型號為HUB2485Z的RS-485智能共享器用于兩個RS-485主機(上位機)共同控制一個RS-485下位機的通信連接。HUB2485Z使RS-485總線從傳統的允許一個主機擴展到允許2個主機。HUB2485Z已經有2個上位機插座(DB-9針并且配接線端子)和1個下位機的接線端子,無需修改軟件、5V供電。HUB2485Z適用于兩臺上位機的RS-485口同時驅動一臺下位機的RS-485口。
圖1 RS-485的2對1智能共享器
HUB2485Z的外型為DB-9(針)/ DB-9(針)轉接盒大小,其中DB-9針的RS-485的引腳分配同波仕485A型號的轉換器并且配接線端子。兩個DB-9針的上位機RS-485口,如圖RS-485(1)和RS-485(2)是完全一樣的,可以互換。下位機RS-485為接線端子,位于如圖產品的上側面,與電源接線端子在一起。HUB2485Z需要外接5V電源,配套提供。
波仕HUB2485Z智能RS-485集線器能夠識別兩個上位機RS-485(1)和RS-485(2)的發送順序,避免同時發送導致的系統癱瘓。也就是說,即使兩個上位機正在同時發送,HUB2485Z會選取發送開始時間領先的上位機正確發送數據,而只有等到這一個上位機的數據發送完畢后,另外一個上位機才可以開始發送數據。HUB2485Z的具有雙向通信功能,當下位機發送時,兩個上位機同時接收到相同的數據,但并不區分地址。
圖2 采用共享器的多主機通信原理
圖2中,PC1、PC2分別為2個上位機,分別接到HUB2485Z的上位機側的2個RS-485口(DB-9針)。PC1、PC2都是主機,都可以控制下位機。波仕獨有的智能發送識別技術保證2個上位機之的發送信號不會重疊,從而避免通信混亂和死機!而且當其中一個主機出現故障時,另外主機仍然可以繼續正常控制下位機,這樣也就實現了RS-485的2路冗余控制。
HUB2485Z的2個上位機RS-485口是一樣的,并不需要區分。支持最高通信速率保證115.2Kbps以上、定做可以到500Kbps。HUB2485Z同時具有吸收浪涌電流的抗雷擊保護功能。由于SWT4485G特有波仕零延時智能收發轉換技術,所以確保適合所有半雙工通信軟件。
如果要實現2臺RS-232主機共同控制RS-232下位機,則需要使用波仕電子的HUB2232Z,而且它是無源的!如果要實現2臺RS-232主機共同控制RS-485下位機,則需要使用波仕電子的HUB2215Z。它們都具有智能發送識別技術保證2個上位機之的發送信號不會重疊。
2、采用交換機的RS-485多主機通信方式
圖3 光隔4×4口RS-485交換機
波仕電子的型號為SWT4485G 的RS-485光隔4×4口交換器用于4路RS-485上位機與4路RS-485下位機之間的交換連接,可以允許有4路主機,相當于將4路獨立的RS-485總線合并到一起。SWT4485G不僅可以將RS-485總線的上位機數量從傳統的1個增加到4個,而且同時還將帶下位機的負載能力增加4倍,用于RS-485組成交叉網。SWT4485G還實現了RS-485的上、下位機之間的光電隔離。
圖4 采用交換機的多主機通信原理
圖4中,PC0、PC1、PC2、PC3分別為4個上位機,分別接到SWT4485G的上位機側的4個RS-485端子上(紅色)。PC0、PC1、PC2、PC3都是主機,都可以控制下位機(黑色),當其中一個出現故障時,其他的主機仍然可以繼續正常控制下位機(黑色)。這樣就實現了RS-485的4路冗余控制,當然也可以實現2路或3路的冗余控制,只需減少上位機數量即可。使用時注意不要有2個上位機同時發送。
SWT4485G有4個上位機RS-485口和4個下位機RS-485口,并且不分方向。 SWT4485G每邊的RS-485(0)、RS-485(1)、RS-485(2)、RS-485(3)可以分別接4個RS-485口。SWT4485G支持最高通信速率保證9600bps以上、實際可達38.4Kbps。SWT4485G同時具有吸收浪涌電流的抗雷擊保護功能。由于SWT4485G特有波仕零延時智能收發轉換技術,所以確保適合所有半雙工通信軟件。波仕獨有的智能抑制技術還保證4個上位機之間不會相互通信,從而避免通信混亂和死機!
SWT4485G的兩邊都需要接+5V電源,所以有兩個電源。SWT4485G的每一邊的4個RS-485口(0號、1號、2號、3號)功能是完全一樣的。SWT4485G的外形為DB-25/DB-25轉接盒大小,如圖2。當每邊的4個RS-485口中有一個、二個甚至三個RS-485短路或者燒壞時,剩下的正常RS-485口仍然可以與另外一邊的RS-485口通信。使用SWT4485G組網后,保證某一個或多個節點損壞后不影響其它節點的正常通信,無論是上位機一邊還是下位機一邊!