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傳統(tǒng)的RS-485組網(wǎng)方式只允許一個(gè)主機(jī)(上位機(jī)),但是在許多情況下要求有多臺(tái)RS-485主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)。本文以波仕電子的產(chǎn)品為例介紹兩種RS-485多主機(jī)通信產(chǎn)品及其組網(wǎng)方式----采用RS-485共享器和采用RS-485交換機(jī)。采用共享器可以允許2臺(tái)主機(jī),而且可以對(duì)這2太主機(jī)的發(fā)送信號(hào)按照發(fā)送順序進(jìn)行優(yōu)先排序,避免同時(shí)發(fā)送導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓。而采用交換機(jī)可以允許4臺(tái)主機(jī)(上位機(jī))控制下位機(jī),而且光電隔離,但是不能夠2個(gè)上位機(jī)同時(shí)發(fā)送。
1、采用共享器的RS-485多主機(jī)通信方式
波仕電子的型號(hào)為HUB2485Z的RS-485智能共享器用于兩個(gè)RS-485主機(jī)(上位機(jī))共同控制一個(gè)RS-485下位機(jī)的通信連接。HUB2485Z使RS-485總線從傳統(tǒng)的允許一個(gè)主機(jī)擴(kuò)展到允許2個(gè)主機(jī)。HUB2485Z已經(jīng)有2個(gè)上位機(jī)插座(DB-9針并且配接線端子)和1個(gè)下位機(jī)的接線端子,無需修改軟件、5V供電。HUB2485Z適用于兩臺(tái)上位機(jī)的RS-485口同時(shí)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)下位機(jī)的RS-485口。
圖1 RS-485的2對(duì)1智能共享器
HUB2485Z的外型為DB-9(針)/ DB-9(針)轉(zhuǎn)接盒大小,其中DB-9針的RS-485的引腳分配同波仕485A型號(hào)的轉(zhuǎn)換器并且配接線端子。兩個(gè)DB-9針的上位機(jī)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(jī)RS-485為接線端子,位于如圖產(chǎn)品的上側(cè)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(shí)別兩個(gè)上位機(jī)RS-485(1)和RS-485(2)的發(fā)送順序,避免同時(shí)發(fā)送導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓。也就是說,即使兩個(gè)上位機(jī)正在同時(shí)發(fā)送,HUB2485Z會(huì)選取發(fā)送開始時(shí)間領(lǐng)先的上位機(jī)正確發(fā)送數(shù)據(jù),而只有等到這一個(gè)上位機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后,另外一個(gè)上位機(jī)才可以開始發(fā)送數(shù)據(jù)。HUB2485Z的具有雙向通信功能,當(dāng)下位機(jī)發(fā)送時(shí),兩個(gè)上位機(jī)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù),但并不區(qū)分地址。

圖2 采用共享器的多主機(jī)通信原理
圖2中,PC1、PC2分別為2個(gè)上位機(jī),分別接到HUB2485Z的上位機(jī)側(cè)的2個(gè)RS-485口(DB-9針)。PC1、PC2都是主機(jī),都可以控制下位機(jī)。波仕獨(dú)有的智能發(fā)送識(shí)別技術(shù)保證2個(gè)上位機(jī)之的發(fā)送信號(hào)不會(huì)重疊,從而避免通信混亂和死機(jī)!而且當(dāng)其中一個(gè)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),另外主機(jī)仍然可以繼續(xù)正常控制下位機(jī),這樣也就實(shí)現(xiàn)了RS-485的2路冗余控制。
HUB2485Z的2個(gè)上位機(jī)RS-485口是一樣的,并不需要區(qū)分。支持最高通信速率保證115.2Kbps以上、定做可以到500Kbps。HUB2485Z同時(shí)具有吸收浪涌電流的抗雷擊保護(hù)功能。由于SWT4485G特有波仕零延時(shí)智能收發(fā)轉(zhuǎn)換技術(shù),所以確保適合所有半雙工通信軟件。
如果要實(shí)現(xiàn)2臺(tái)RS-232主機(jī)共同控制RS-232下位機(jī),則需要使用波仕電子的HUB2232Z,而且它是無源的!如果要實(shí)現(xiàn)2臺(tái)RS-232主機(jī)共同控制RS-485下位機(jī),則需要使用波仕電子的HUB2215Z。它們都具有智能發(fā)送識(shí)別技術(shù)保證2個(gè)上位機(jī)之的發(fā)送信號(hào)不會(huì)重疊。
2、采用交換機(jī)的RS-485多主機(jī)通信方式

圖3 光隔4×4口RS-485交換機(jī)
波仕電子的型號(hào)為SWT4485G 的RS-485光隔4×4口交換器用于4路RS-485上位機(jī)與4路RS-485下位機(jī)之間的交換連接,可以允許有4路主機(jī),相當(dāng)于將4路獨(dú)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(jī)數(shù)量從傳統(tǒng)的1個(gè)增加到4個(gè),而且同時(shí)還將帶下位機(jī)的負(fù)載能力增加4倍,用于RS-485組成交叉網(wǎng)。SWT4485G還實(shí)現(xiàn)了RS-485的上、下位機(jī)之間的光電隔離。
圖4 采用交換機(jī)的多主機(jī)通信原理
圖4中,PC0、PC1、PC2、PC3分別為4個(gè)上位機(jī),分別接到SWT4485G的上位機(jī)側(cè)的4個(gè)RS-485端子上(紅色)。PC0、PC1、PC2、PC3都是主機(jī),都可以控制下位機(jī)(黑色),當(dāng)其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí),其他的主機(jī)仍然可以繼續(xù)正常控制下位機(jī)(黑色)。這樣就實(shí)現(xiàn)了RS-485的4路冗余控制,當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn)2路或3路的冗余控制,只需減少上位機(jī)數(shù)量即可。使用時(shí)注意不要有2個(gè)上位機(jī)同時(shí)發(fā)送。
SWT4485G有4個(gè)上位機(jī)RS-485口和4個(gè)下位機(jī)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(gè)RS-485口。SWT4485G支持最高通信速率保證9600bps以上、實(shí)際可達(dá)38.4Kbps。SWT4485G同時(shí)具有吸收浪涌電流的抗雷擊保護(hù)功能。由于SWT4485G特有波仕零延時(shí)智能收發(fā)轉(zhuǎn)換技術(shù),所以確保適合所有半雙工通信軟件。波仕獨(dú)有的智能抑制技術(shù)還保證4個(gè)上位機(jī)之間不會(huì)相互通信,從而避免通信混亂和死機(jī)!
SWT4485G的兩邊都需要接+5V電源,所以有兩個(gè)電源。SWT4485G的每一邊的4個(gè)RS-485口(0號(hào)、1號(hào)、2號(hào)、3號(hào))功能是完全一樣的。SWT4485G的外形為DB-25/DB-25轉(zhuǎn)接盒大小,如圖2。當(dāng)每邊的4個(gè)RS-485口中有一個(gè)、二個(gè)甚至三個(gè)RS-485短路或者燒壞時(shí),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(wǎng)后,保證某一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞后不影響其它節(jié)點(diǎn)的正常通信,無論是上位機(jī)一邊還是下位機(jī)一邊!