M-BUS(meter bus儀表總線)總線是歐洲開發(fā)的儀表總線,與485總線共同之處有:均可以采用雙絞線傳輸,均可以組成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò),均可以連接256個(gè)終端。
兩種總線從使用角度看,好像區(qū)別不大,但仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn),其原理差別極大,也直接導(dǎo)致使用效果差別極大,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
從原理上看,485總線采用平衡傳輸方式,這就意味著需要終端阻抗匹配,同時(shí)也意味著,485總線不支持星型總線結(jié)構(gòu),和網(wǎng)絡(luò)分支,只能采用線型網(wǎng)絡(luò),這就是為什么通常在網(wǎng)絡(luò)終端并接一個(gè)120歐姆的電阻,和終端設(shè)備一般采用手拉手方式連接。而M-BUS總線采用非平衡傳輸,不需要終端阻抗匹配,可支持星型網(wǎng)絡(luò),和網(wǎng)絡(luò)分支,可組成星型、線型、樹型網(wǎng)絡(luò)。
2、總線容錯(cuò)
485總線主機(jī)與從機(jī)的接口電氣參數(shù)完全相同,即發(fā)送時(shí)均為低阻,驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)250毫安,也就意味著一旦有一個(gè)終端的485接口出現(xiàn)故障,就會(huì)持續(xù)向總線提供驅(qū)動(dòng)力可達(dá)250毫安的高電平或低電平,導(dǎo)致整個(gè)總線癱瘓,且不易查出故障點(diǎn),有485總線使用經(jīng)驗(yàn)的工程師,無(wú)一例外都會(huì)遇到此種問(wèn)題,一般可采用在每個(gè)終端的AB線上串接限流電阻的方式,來(lái)提高485接口的安全性,但要犧牲一條總線上可連接的終端數(shù)量,且并不能解決一個(gè)終端接口出現(xiàn)故障導(dǎo)致總線癱瘓的個(gè)問(wèn)題,可以說(shuō)這個(gè)問(wèn)題無(wú)解。而M-BUS總線的主機(jī)接口與從機(jī)接口截然不同,M-BUS主機(jī)發(fā)送“0”“1”信號(hào),是通過(guò)發(fā)送不同的電平來(lái)區(qū)分發(fā)送的是“0”還是“1”,而主機(jī)接收則是以判別總線電流方式判別接收到的是“0”還是“1”,但總線電流等于總線空閑時(shí)的電流時(shí),認(rèn)為收到一個(gè)“1”,當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線電流比總線空閑時(shí)的電流大15毫安時(shí),則認(rèn)為收到一個(gè)“0”,主機(jī)在空閑時(shí),發(fā)送一個(gè)高電平(DC24V~DC36V,一般不低于18V)驅(qū)動(dòng)能力從500毫安~數(shù)安培由主機(jī)生產(chǎn)廠家自己設(shè)定,當(dāng)主機(jī)發(fā)送低電平時(shí),發(fā)送一個(gè)比空閑時(shí)電平低8V的電平,驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)500毫安~數(shù)安培。而從機(jī)在空閑時(shí),從總線上吸收1.5~2毫安的電流,當(dāng)收到一個(gè)比總線空閑電平低8V的電平時(shí),就認(rèn)為接收到一個(gè)“0”信號(hào),當(dāng)總線電平等于空閑電平時(shí)認(rèn)為收到一個(gè)“1”信號(hào)。當(dāng)從機(jī)發(fā)送“1”時(shí)只從總線吸收1.5~2毫安的電流,當(dāng)從機(jī)發(fā)送“0”信號(hào)時(shí),則從總線上吸收20毫安的電流。當(dāng)一個(gè)終端的接口出現(xiàn)故障時(shí),最多從總線多取20毫安電流,相對(duì)于主機(jī)500毫安~數(shù)安培的驅(qū)動(dòng)能力來(lái)講,其影響微乎其微,不會(huì)導(dǎo)致總線癱瘓,以此類推,即便有數(shù)十個(gè)乃至100多個(gè)終端的接口出現(xiàn)故障,只要總線的空閑電壓還在18V以上,總線就可以正常工作。
3、總線抗差模干擾能力
在半雙工通信網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)總線空閑時(shí),無(wú)論主機(jī)還是從機(jī),均處于接收狀態(tài)。485總線中,主機(jī)和從機(jī)的通信接口一般采用MAX485SN75176或其他485專用芯片,這些專用芯片在接收狀態(tài)時(shí),其總線接口阻抗不小于12KΩ,加上阻抗匹配的阻抗,總線的總體阻抗不小于50Ω,二總線信號(hào)識(shí)別閾值僅有200mV,而M-BUS總線的阻抗一般不大于10歐姆,而信號(hào)識(shí)別閾值達(dá)8V,可見(jiàn)M-BUS總線抗差模干擾能力非485總線可比。
4、總線抗共模干擾能力
RS-485接口由于采用差分方式傳輸信號(hào)方式,不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào),系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了,但在實(shí)際應(yīng)用中總線兩端的設(shè)備各有自己的地線,而設(shè)備的地電位差小則幾十毫伏,大則幾伏甚至10V以上,當(dāng)總線處于發(fā)送狀態(tài)時(shí),所產(chǎn)生的共模電壓可能在±10V以上,并伴有強(qiáng)烈的干擾,而485接口過(guò)壓能力為-7V/+12V,輕則總線不能工作,重則導(dǎo)致設(shè)備的485接口損壞,從而導(dǎo)致總線癱瘓,這也是實(shí)際應(yīng)用中造成485接口損壞的主要原因。而M-BUS總線,靠電流環(huán)工作,不會(huì)因自身收發(fā)產(chǎn)生共模干擾。
5、傳輸特性
485總線最大傳輸距離為1200米,最大傳輸速率可達(dá)10Mb,但雙絞線平衡傳輸模式,傳輸速率與傳輸距離成反比,當(dāng)傳輸距離達(dá)到100米時(shí),最大傳輸速率不大于1Mb,在實(shí)際應(yīng)用中,由于增加傳輸線路的抗干擾性,提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性,以及保證誤碼率的需要,在接口和線路上增加附屬電路,從而影響了最大傳輸速率,且要使用屏蔽線,一般要接終端阻抗匹配電阻,在1000米下通信速率不超過(guò)9600bps,在100米下,傳輸速率不超過(guò)250Kb。而M-BUS總線由于自身的抗干擾能力很強(qiáng),傳輸一般不需要屏蔽線,但由于其主從機(jī)收發(fā)模式不同,從機(jī)的就扣電氣特性略呈電容性,其最大傳輸速率一般不高于20Kb,且受線路長(zhǎng)度影響不大,傳輸距離即便只有100米傳輸速率也不超過(guò)20Kb,在1000米下也可以不低于9600bps,且不必是屏蔽線。
6、單總線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模
485接口可驅(qū)動(dòng)的總線節(jié)點(diǎn)數(shù)量的理論值是256,但在實(shí)際應(yīng)用中,為了保證總線的安全及傳輸?shù)目煽啃裕话阆薅ㄔ?2個(gè)以內(nèi)。而M-BUS總線主機(jī)可驅(qū)動(dòng)從機(jī)的數(shù)量,取決于M-BUS主機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力,一般不小于128個(gè),大功率主機(jī)可可靠地驅(qū)動(dòng)256個(gè)從機(jī)甚至更多。
7、施工
485總線分AB線,在終端接入總線時(shí),不能接錯(cuò),否則將不能通信。而M-BUS總線的兩條線,不分AB,正負(fù),只要一對(duì)一連接即可,因此在施工過(guò)程中,不存在接錯(cuò)線的問(wèn)題。
結(jié)論:
1、485總線與M-BUS總線均為2線制總線,同為半雙工總線,均可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn),點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信。
2、485總線的抗干擾能力劣于M-BUS總線,設(shè)備接口的故障率高于M-BUS總線。
3、485總線一旦有一兩個(gè)設(shè)備接口出現(xiàn)故障,會(huì)導(dǎo)致總線癱瘓。而M-BUS總線,則在三分之一的設(shè)備接口出現(xiàn)故障時(shí),還能保證無(wú)故障設(shè)備可正常通信。
4、485總線節(jié)點(diǎn)數(shù)量,一般遠(yuǎn)低于理論值256個(gè),一般在32個(gè)以下。而M-BUS總線節(jié)點(diǎn)數(shù)量,可達(dá)到最大值256,一般不低于128個(gè)。
5、485總線一般采用屏蔽雙絞線,且需要接終端阻抗匹配電阻,而M-BUS總線,不必采用屏蔽線,易不用姐終端阻抗匹配電阻。
6、485總線分AB線,施工時(shí)不能接錯(cuò),而M-BUS總線則無(wú)AB、正負(fù)線之分,只要一對(duì)一鏈接即可。
7、485總線只能采用線型總線,不能采用其他結(jié)構(gòu)總線,而M-BUS總線則可以采用線型、星型、樹型結(jié)構(gòu)總線。
8、在短距離下,485總線傳輸速率可達(dá)10Mb,而M-BUS總線則只有20Kb。
9、由于485總線使用歷史較長(zhǎng),在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中普遍使用,而M-BUS總線是近幾年才研發(fā)出來(lái),使用時(shí)間較短,在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域使用較少,而在抄表領(lǐng)域使用較多。
10、485總線主從機(jī)接口完全相同,接口芯片造價(jià)低廉,接口電路簡(jiǎn)單,而M-BUS總線,主從機(jī)接口不同,相對(duì)485接口而言,M-BUS接口復(fù)雜,造價(jià)較高,但相對(duì)于設(shè)備而言器接口成本均屬低廉。
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