RS-485電纜2*2*0.75

基于RS485接口的DGL通信協議（修改）
1.       前言
在常見的數字式磁致伸縮液位計中，多采用RS485通信方式。但RS485標準僅對物理層接口進行了明確定義，并沒有制定通信協議標準。因此，在RS485的基礎上，派生出很多不同的協議，不同公司均可根據自身需要設計符合實際情況的通信協議。并且，RS485允許單總線多機通信，如果通信協議設計不好，就會造成相互干擾和總線閉鎖等現象。如果在一條總線上掛接不同類型的產品，由于協議不一樣，很容易造成誤觸發，造成總線阻塞，使得不同產品對總線的兼容性很差。
隨著RS485的發展，Modicon公司提出的MODBUS協議逐步得到廣泛認可，已在工業領域得到廣泛應用。而MODBUS的協議規范比較煩瑣，并且每字節數據僅用低4位（范圍：0~15），在信息量相同時，對總線占用時間較長。
DGL協議是根據以上問題提出的一種通信協議。在制定該協議時已充分考慮以下幾點要求：
a.         兼容于MODBUS 。也就是說，符合該協議的從機均可掛接到同一總線上。
b.         要適應大數據量的通信。如：滿足產品在線程序更新的需要(未來功能)。
c.         數據傳輸需穩定可靠。對不確定因素應加入必要的冗錯措施。
d.         降低總線的占用率，保證數據傳輸的通暢。
2.       協議描述
為了兼容其它協議，現做以下定義：
通信數據均用1字節的16進制數表示。從機的地址范圍為：0x80～0xFD，即：MSB=1；命令和數據的數值范圍均應控制在0~0x7F之間。即：MSB=0，以區別地址和其它數據。
液位計的編碼地址為：0x82~0x9F。其初始地址(出廠默認值)為：0x81。
罐旁表的編織地址為：0xA2~0xBF。其初始地址(出廠默認值)為：0xA1。
其它地址用于連接其它類型的設備，也可用于液位計、罐區表地址不夠時的擴充。
液位計的命令范圍為：0x01~0x2F，共47條，將分別用于參數設定、實時測量、診斷測試、在線編程等。
通信的基本參數為：4800波特率，1個起始位，1個結束位。字節校驗為奇校驗。
本協議的數據包是參照MODBUS RTU 通信格式編寫，并對其進行了部分修改，以提高數據傳輸的速度。另外，還部分參照了HART協議。其具體格式如下：
ADDRESS
COMMAND
Byte Count
DATA
Check SUM
地址
命令
字節數
數據
校驗和
1 Byte
1 Byte
=n, 1 Byte
n Byte
1 Byte
80~9F
01~2F
00~10
0~7F
0~7F
表中，數據的zui大字節數為16個。也就是說，整個數據包zui長為20個字節。
“校驗和”是其前面所有數據異或得到的數值，然后將該數值MSB位清零，使其滿足0~7F的要求。在驗證接收數據包的“校驗和”是否正確時，可將所有接收數據(包括“校驗和”)進行異或操作，得到的數據應＝0x80。這是因為，只有“地址”的MSB=1，所以異或結果的MSB也必然等于1。
本協議不支持MODBUS中所規定的廣播模式。
3.       時序安排
在上電后，液位計將先延遲10秒，等待電源穩定。然后，用5秒的時間進行自檢和測試數據。接著產品進入待機狀態并打開RS485通信接口，等待主機的請求。因此，主機應在液位計上電20秒后，再將液位計置為工作狀態，進行測量操作。
液位控制器（HMT-900或H-1000）主要用于液位計的供電和防爆安全隔離。主機可通過RTS信號控制（HMT-900或H-1000）供給液位計的電源。當RTS有效時，電源將被打開。因此，液位計的電源是可以通過主機軟件控制的。
在現場應用中，主機軟件的工作時序一般應遵循以下幾個步驟。
1)      在開主機前，并認真檢查各相關設備的電源和電纜連接情況。
2)      在啟動主機軟件時，打開相應串行端口。使能RTS信號，給液位計上電。
3)      軟件初始化操作，延遲20秒。
4)      讀液位計的相應參數，然后將液位計置為工作狀態。
5)      此時，主機可進入正常的輪訓、記錄、顯示、報警等工作

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1.1 RS485 總線簡介
          RS-485 標準是由兩個行業協會共同制訂和開發的，即EIA—電子工業協會和TIA—通訊工業協會。EIA 曾經在它所有標準前面加上RS 前綴英文Rcommended standard 的縮寫，因此許多工程師一直延用這種名稱。

1.2 RS485 總線應用場合
        RS-485 總線作為一種多點差分數據傳輸的電氣規范規，已成為業界應用的標準通信接口之一。這種通信接口允許在簡單的一對雙絞線上進行多點雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數據傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準*的。正因為此，許多不同領域都采用RS-485 作為數據傳輸鏈路。例如：汽車電子、電信設備局域網、智能樓宇等都經常可以見到具有RS-485 接口電路的設備。這項標準得到廣泛接受的另外一個原因是它的通用性RS-485 標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件電纜或協議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協議。

1.3 RS485 總線電氣性能

  RS-485采用平衡發送和差分接收方式實現通信：發送端將串行口的TTL電平信號轉換成差分信號A,B兩路輸出，經過線纜傳輸之后在接收端將差分信號還原成TTL電平信號。由于傳輸線通常使用RIN≥12kΩ

2. 驅動器能輸出±7V的共模電壓

3.輸入端的電容≤50pF

4. 在節點數為32個，配置了120Ω的終端電阻的情況下，驅動器至少還能輸出電壓1.5V（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數有關）

5.接收器的輸入靈敏度為200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信號"0"；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信號"1"）

因為RS-485的遠距離、多節點（32個）以及傳輸線成本低的特性，使得EIA RS-485成為工業應用中數據傳輸的*標準。基于此，RS-485的自動化領域的應用非常廣泛，但是在實際工程中RS-485總線運用仍然存在著很多問題，影響了工程的質量，為工程施工帶來了很多的不方便。

RS-485總線的理論

1.485總線必須要接地。在很多技術文檔中，都提到485總線必須要接地，但是沒有詳細的提出如何接地。嚴格的說，485總線必須要單點可靠接地。單點就是整個485總線上只能是有一個點接地，不能多點接地，因為將其接地是因為要將地線（一般都是屏蔽線作地線）上的電壓保持*，防止共模干擾，如果多點接地適得其反?？煽拷拥貢r整個485線路的地線必須要有良好的接觸，從而保證電壓*，因為在實際施工中，為了接線方便，將線剪成多段再連接，但是沒有將屏蔽線作良好的連接，從而使得其地線分成了多段，電壓不能保持*，導致共模干擾。

2.485信號線可以和強電電源線一同走線。在實際施工當中，由于走線都是通過管線走的，施工方有的時候為了圖方便，直接將485信號線和電源線綁在一起，由于強電具有強烈的電磁信號對弱電進行干擾，從而導致485信號不穩定，導致通信不穩定。

3.選擇使用普通的超五類屏蔽雙絞線即網線就可以。由于原材料價格上漲，導致現在市場上的線材魚龍混雜，有不良商人利用某種合金來頂替銅絲來做網線，在外面鍍銅以蒙混客戶。具體區別方法：看網線截面，如果是銅色的話，就是銅絲，如為白色，則是用合金以次充好。合金一般比較脆，容易斷，而且導電性遠不如銅絲，很容易在工程施工中造成問題。線材一般那建議選擇標準的485線，其為屏蔽雙絞線，傳輸線不是像網線那樣為單股的銅絲，而是多股銅絲絞在一起形成一根線，從而即使某根小銅絲斷掉，也不會影響整個的使用。

4.485信號線可以使用平行線作為布線，也可以使用非屏蔽線作為布線。由于485信號是利用差模傳輸的，即由485+與485-的電壓差來作為信號傳輸。如果外部有一個干擾源對其進行干擾，使用雙絞線進行485信號傳輸的時候，由于其雙絞，干擾對于485+，485-的干擾效果都是一樣的，那電壓差依然是不變的，對于485信號的干擾縮到了zui小。同樣的道理，如果有屏蔽線起到屏蔽作用的話，外部干擾源對于其的干擾影響也可以盡可能的縮小。

5.485布線可以任意布設成星型接線與樹形接線。485布線規范是必須要手牽手的布線，一旦沒有借助485集線器和485中繼器直接布設成星型連接和樹形連接，很容易造成信號反射導致總線不穩定。很多施工方在485布線過程中，使用了星型接線和樹形接線，有的時候整個系統非常穩定，但是有的時候則總是出現問題，又很難查找原因，一般都是由于不規范布線所引起的。如果由于現場的限制，必須要進行星型連接或者樹形連接，可以使用深圳市富永通科技有限公司的485集線器和485中繼器解決相關問題，相關參考頁面如下：485總線星型連接，485總線樹形拓撲結構。

RS485總線布線規范

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WYHP野外用屏蔽電纜天津市電纜總廠*分廠生產表
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礦用控制電纜：MKVV,MKVVP,MKVV22,MKVV32,MKVVR,MKYJV,MKVYP,MKYJV22,MKYJV32,MKYJVR等
礦用橡套電纜：MY,MYP,MYQ,MC,MCP,UGF,UGEFP ,MYPTJ,MCPTJ等
礦用電力電纜：MVV,MVV22,MVV32,MYJV,MYJV22,MYJV32等
計算機電纜：DJYVP,DJYPVP,DJYPV,DJYVP22,DJYPVP22,JVVP,JVV,JVVRP等
通信電纜：HYA,HYA22,HYA53,HYA23,HYAT,HYAT23,HYAT53,HYAT22,HYAC,HYV,HYY等
控制電纜：KVV,KVV22,KVV32,KVVP,KVVR,KVVRP,ZR-KVV,ZRKVV22,NH-KVV,NH-KVV22等
橡套電纜：YC,YCW,YZ,YZW,YQ,YQW,JHS,JHSB,CEFR,CEFRP,YHD等
電力電纜：VV,VV22,YJV,YJV22,NH-VV,NH-YJV,ZR-VV,ZR-YJV等
儀表電纜：RS485,STP-120,ASTP-120,PVV22,PVVP,RVV,RVVP,YVV,YVVP,SYV等
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