数据驱动的现场总线控制系统优缺点深度解析

一、RS485简介

随着80年代初单片机技术的成熟，智能仪表逐渐成为现代工业自动化中不可或缺的一部分。企业信息化的推进使得仪表选型必须具备联网通信接口。最初是模拟信号输出简单过程量，后来发展为数字通信接口，其中RS232和RS485分别代表了不同时代的通信标准。

二、RS485接口

在理解了RS232与其局限性后，RS485作为一种差分信号负逻辑传输方式，以±2V至±6V表示“0”，-6V至-2V表示“1”。它采用两线制和四线制两种连接方式，但由于四线制只能实现点对点通信，因此现在广泛采用的主要是两线制。这类网络可以支持32个结点，并且以主从模式工作，即一个主机可管理多个从机。

三、共模干扰与EMI问题

然而，在实际应用中，我们往往忽略了收发器共模电压范围的问题，以及EMI（电磁干扰）问题。当网络环境复杂时，这些因素可能导致通信不稳定甚至设备损坏。为了解决这些问题，我们需要注意使用带有防护措施的转换器，并确保PC上位机能够通过适当的手段进行数据传输，如使用转换电路或PCI多串口卡。

四、RS485布网

构建网络时应注意总线特性阻抗连续性的重要性。在阻抗不连续处会产生信号反射，从而影响整体性能。此外，终端匹配也是关键之一，它可以通过增加终端负载电阻或者RC/二极管匹配等方法来提高信号质量并节省功耗。

五、现场总线技术

现场总bus技术则是一种全新的自动化领域热点，被誉为自动化计算机局域网之先锋。这种技术支持双向、高速和多站同时通讯，为自控系统提供了更高级别的数字化沟通能力。但目前各大公司之间仍然存在不同的标准，没有形成统一标准，这也限制了一些用户选择此类产品的情况。

六、比较分析

HART协议虽然在4~20毫安电流信号上叠加数字信号，但其速度较慢，不利于组网。而现场总bus则提供了一种更快捷有效的解决方案，但价格相对较高，对于一些小型企业来说成本是一个考量因素。而对于RS485，其最大传输距离受波特率影响，可以通过光纤延长距离，但需要额外设备。此外，由于HART功能未被充分利用，其未来发展前景值得关注。