现场总线技术之光通讯接口对比展现设备优势的双重魅力
RS232串行接口的局限性与现场总线技术的优势对比展开
RS232作为PC机通信中应用最广泛的一种串行接口,其定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。设计初衷是点对点(即只用一对收、发设备)通讯,驱动器负载为3~7kΩ,属单端信号传送,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于20m以内的通信。一个完整的RS232接口有22根线,采用标准的25芯插头座。逻辑“1”:-5V~-15V,逻辑“0”:+5V~+15V。
然而,当要求通信距离为几十米到上千米时,我们通常会选择RS485串行总线标准。RS485采用平衡发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的能力,加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mV的电压,所以传输信号能在千米以外得到恢复。在多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。应用RS485可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
相比之下,RS422是双端线传送信号通过传输线驱动器,把逻辑电平变换成电位差完成始端信息输出;通过传输线接收器,把电位差转变成逻辑电平实现终端信息输入。虽然RS485和RS422都以差动方式发送和接受,不需要数字地线,但它们与单端工作方式下的RS232存在根本区别,因为前者支持更远距离且速度更快,并且可以全双工工作,而后者只能半双工工作。
RJ45接口通常用于数据传输,最常见于网卡接口,它们使用八芯做成,有两种连接法,即直通法或交叉法,用来连接局域网或ADSL宽带用户网络中的设备间。
尽管PC与智能设备通讯可能借助这些物理介质层及链路层解决,但如果要实现数据双向访问,就必须自己编写程序,这些程序往往缺乏ISO/OSI规范支持,只能实现较单一功能,对于不同类型设备来说缺乏普适性。而现场总線技術則基於ISO/OSI模型,並提供完整軟體支援系統,以解決總線控制、衝突檢測、鏈路維護等問題。此技術允許設備自動連網,无需主/從區別,也可在同一層級上讓不同品牌產品互換,使得設備間有良好的互操作性。