3.1通信线缆及接口

EMPOWERFORINDUSTRYGROWWITHPARTNERS通信线缆及接口学习目标

能够认知常见的几种通信电缆能够认知同步通信与异步通信的区别能够掌握RS-485的接线方法能够识别汉云PLC网关、OPC网关、CNC网关的接口能够识别单模和多模光纤通信线缆及接口通信电缆1.串口通信基础串口通信，顾名思义也就是利用串行接口进行通信。串行接口指串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）传输的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。串口通信中比较重要的参数包括波特率、数据位、停止位及校验位，通信双方需要约定一致的数据格式才能正常收发数据。串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。在串口通信中，常用的协议包括RS-232、RS-422和RS-485。它们的主要区别在于其各自的电平范围不相同。通信线缆及接口通信电缆1.串口通信基础根据“同步方式”的不同，由此分出两种同步信号的方法：1）同步通信（比特位同步）2）异步通信（字符间同步，字符内比特位异步）同步通信帧格式异步通信帧格式通信线缆及接口通信电缆2.双绞线信号（无论是模拟量信号，还是数字信号）和动力传输的基本形式是电流。这种电流会在电缆周围产生一个引起干扰的电磁场，由此对周围的线路产生噪声影响。这种电缆间的串扰会随着线路长度的增加而递增。而双绞线的诞生，正是为了消除这种干扰。双绞线（TwistedPair），是一对相互绝缘的导线，按照一定的规律（一般顺时针方向）互相缠绕绞合在一起的一种布线形式如右图。屏蔽双绞线结构通信线缆及接口通信电缆2.双绞线——屏蔽的几种类型单独屏蔽双绞线（1）单独屏蔽电缆中每对双绞线都采用铝箔单独屏蔽。（2）整体屏蔽用金属箔或编织网对电缆中所有的成对导线进行整体包裹。（3）单独屏蔽+整体屏蔽每对双绞线使用金属箔进行单独屏蔽，并且在整个外层还使用金属箔或编织网屏蔽。整体屏蔽双绞线整体屏蔽+单独屏蔽双绞线通信线缆及接口通信电缆3.RS-485电缆工业现场经常要采集多点数据，模拟信号或开关信号，一般用到RS485总线，RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星形网络。通信线缆及接口通信电缆3.RS-485电缆RS-485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个节点。RS-485总线同I2C，也是主从模式，支持点对点单从机模式，也支持多从机模式，不支持多主机模式。通信线缆及接口通信电缆485通信网络结构485总线要采用手拉手结构，而不能采用星形结构。星形结构会产生反射信号，从而影响到485通信。总线到每个终端设备的分支线长度应尽量短，一般不要超出5米。分支线如果没有接收终端，会有反射信号，对通信产生较强的干扰，应将其去掉，最好在RS485设备两头接120Ω终端电阻。485推荐的连接方式通信线缆及接口通信电缆RS-232电缆RS-232接口又称之为RS-232口、串口、异步口或一个COM（通信）口。RS-232是其最明确的名称。连接的硬件就是RS232九芯电缆。RS-232电缆的两端，一端为公头（DB9针式），一端为母头（DB9孔式），主要使用RS-232口作为与工控电脑连接的数据通道，并使用了一种常见的最简单的连接方式，只使用其中的三根电缆线直接焊接相连，可以使用常见的四芯或八芯网络双绞线作通信线缆。将其中的一对双绞线作为2、3脚的连接线可有效提高数据通信可靠性（电缆长度尽量短，小于50米）。通信线缆及接口通信电缆RS-422电缆标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。典型的RS-422是四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。通信线缆及接口通信光纤我们很难想到日常常见的玻璃是重要的通信介质，下面我们一起来学习这种神奇的通信介质。光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。前香港中文大学校长高锟和首先提出光纤可以用于通信传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。光纤结构通信线缆及接口通信光纤光纤从内部可传导光波的不同，分为单模（传导长波长的激光）和多模（传导短波长的激光）两种。光在不同光纤中的传输路径通信线缆及接口通信光纤单模光缆的连接距离可达几十或上百公里，多模光缆的连接距离要短得多，是300米或500米（主要看激光的不同，产生短波长激光的光源一般有两种，一种是62.5的，一种是50的）。单模光纤和多模光纤通信线缆及接口数据采集网络接口RS-232C接口RS-232标准接口（又称EIARS-232）是常用的串行通信接口标准之一，它是由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家于1970年共同制定，其全名是“数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。通信线缆及接口数据采集网络接口连接器的机械特性由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。通信线缆及接口数据采集网络接口连接器的机械特性（1）DB-25：PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组：异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，2220mA电流环信号9个（12，13，14，15，16，17，19,23，24）空6个（9，10，11，18，21，25）保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚）DB-25、DB-9接口通信线缆及接口数据采集网络接口连接器的机械特性（2）DB-9连接器在AT机及以后，不支援20mA电流环界面，使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串列界面的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-9型连接器的引脚分配与DB-25型引脚信号完全不同。因此，若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。DB-25、DB-9接口通信线缆及接口数据采集网络接口RS-485接口RS-485是工业领域应用非常广泛的一种通信接口。那么使用RS-485作为物理层的常用标准协议有哪些呢？比如：工业HART总线modbus协议ProfibusDP通信线缆及接口数据采集网络接口RS-485接口信号采样差模传输，差模是相对于共模而言的，差模也称为差分，那么什么样的情况是差模呢？一图胜千言，看下面两个图就明白了：

共模传输

差模传输采用共模传输方式时，共模噪声将会叠加在最终的输出信号上面，污染了原始的信号。而采用差模传输方式，则源端发出的信号+与信号－相位是相反的，而对于共模噪声而言在+/－两条线上都会存在，理想情况是等幅同相的，而接收端，相当于一个减法器，有用信号由于相位相反则经过减法器仍然保留，而噪声则会被抵消。通信线缆及接口数据采集网络接口RS-485接口——两线制和四线制手拉手接线方法两线制手拉手接线四线制手拉手接线通信线缆及接口数据采集网络接口RJ45接口RJ45接口通常用于数据传输，最常见的应用为网卡接口。RJ-45的连接方式有两种，一种是直连，另外一种是交叉线的方式，分别对应两个标准EIA/TIA-568-A和EIA/TIA-568-B，但实际使用中后者居多。568A的排线顺序从左到右依次为：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。568B的排线顺序从左到右依次为：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。小结

串口通信中比较重要的参数包括波特率、数据位、停止位及校验位，通信双方需要约定一致的数据格式才能正常收发数据。在串口通信中，常用的协议包括RS-232、RS-422和RS-485。它们的主要区别在于其各自的