摘要 目前在我國應用的現場總線中，RS-485半雙工、全雙工異步通信總線被各個研發機構廣泛使用。但是基于在RS-485總線上只能有一個主機、總線效率低、系統的實時性差、通訊的可靠性低、后期維護成本高、應用不靈活等特點，本文提出了應用RS-485改進的方法和建議，提出RS-485網絡升級方案即CAN-bus總線在通信能力、可靠性、實時性、靈活性、易用性、傳輸距離遠成本低等方面有著明顯的優勢,因而更具有發展前景,是一種更好的、更徹底的解決方案。 一、引言 在過去的20年的時間里，建議性標準RS-485 作為一種多點差分數據傳輸的電氣規范，被應用在許多不同的領域，作為數據傳輸鏈路。它往往應用在集中控制樞紐與分散控制單元之間。 由于RS-485總線本身存在的許多局限性，隨著科技的發展，RS-485的缺點慢慢的暴露出來。雖然許多工程師、生產廠商等提出了一些辦法，但都不能從根本上解決RS-485這些先天性的問題。　 二、RS-485簡述 電子工業協會EIA 于1983 年制訂并發布RS-485 標準，并經TIA—通訊工業協會修訂后命名為TIA/EIA-485-A，習慣地稱之為RS-485。RS-485是為彌補RS-232 通信距離短、速率低等缺點而產生的。RS-485只規定了平衡驅動器和接收器的電特性，而沒有規定接插件、傳輸電纜和應用層通信協議。因而在當時看來是一種相對經濟、具有相當高噪聲抑制、相對高的傳輸速率、傳輸距離遠的通信平臺。 　　但是RS-485總線本身存在著許多局限性，隨著科技的發展，RS-485的總線效率低、系統的實時性差、通訊的可靠性低、后期維護成本高、網絡工程調試復雜、傳輸距離不理想、單總線可掛接的節點少、應用不靈活等缺點慢慢的暴露出來。雖然許多工程師、生產廠商等提出了改進的方法和建議，但都不能從根本上解決RS-485這些先天性的問題。于是應用RS-485的生產廠商開始尋求一種更好的、更徹底的解決方案。 　　CAN-bus總線在通信能力、可靠性、實時性、靈活性、易用性、傳輸距離遠、成本低等方面有著明顯的優勢，成為業界最有前途的現場總線之一。 　　據CIA統計2001年，僅在歐洲就銷售了超過1億個CAN-bus節點，幾乎淘汰了所有的RS-485系統。但在國內基于歷史或者其他的原因，大多數的廠商、工程師在設計產品、工程立項時第一想到的是應用RS-485總線系統，這不能不說是一種遺憾。所以在國內的RS-485總線，仍然會有一段生命周期。 　　在此，提出RS-485網絡升級方案，用以拋磚引玉，期望越來越多的工程師、生產廠商加入到更先進CAN-bus總線行業。 三、解決方案 ： 　　 1、RS－485總線網絡與CAN-bus總線網絡的互聯 　　 2、CAN-bus總線網絡完全替代RS-485總線網絡 　 　 　　RS-485\CAN-bus優缺點比較 　　通過上表比較可知，RS-485網絡除了硬件成本、開發難度比CAN-bus網絡稍具優勢外，其他性能方面都沒有可比性。在產品更新速度特別快的今天，如果將產品的上市時間、產品的后期維護、軟件開發難度等計算在一起，RS-485的硬件成本優勢也變得不十分明顯。因而用CAN總線取代RS-485總線是一種比較徹底的方案。 　　RS－485總線網絡與CAN-bus總線網絡的互聯 　　一下子完全放棄RS-485網絡系統有困難的，尤其是在已經具有現成的硬件網絡中。可以考慮一種折衷的、暫時的解決方法： 1、就是在保留現有RS-485系統硬件結構的基礎上，添加一個CAN-bus接口。這里，可以選擇CAN485智能轉換器，來實現RS-485網絡與CAN網絡的互聯。 2、CAN-bus總線網絡完全替代RS-485總線網絡 　　對于系統性能、實時性、可靠性要求高的場合可以考慮完全摒棄RS-485系統，來構建一個新的CAN-bus系統。 　　構建CAN－bus系統需要考慮網絡布局、節點電路的設計、開發工具的選擇等。 四、網絡布局 　　基于CAN-bus與RS-485在電氣特性、網絡拓撲、傳播媒體等有太多相似的地方，所以CAN-bus網絡替換RS-485網絡是非常方便、節省成本的。圖5-1和圖5-2分別為CAN-bus和RS-485的電氣連接圖。 [align=center] 圖5-1 　CAN-bus建議的電氣連接圖 圖5-2 　RS-485典型的2線制網絡連接圖[/align] 　　從上圖比較可知，CAN與RS-485的網絡拓撲一般都采用終端匹配的總線型結構，而且也都沒有規定總線電纜的機械和材料參數。如果RS-485的傳播媒體是光纖，那么原有的網絡布局不需要作任何的改動（包括網線），只需要用CAN節點來替換RS-485節點即可；但是如果是應用雙絞線（屏蔽或不屏蔽）則CAN網絡必須要滿足如表5-1所示的物理媒體參數。 如果舊的RS-485網絡的雙絞線（屏蔽或不屏蔽）不符合表中的參數，為了獲得最佳的系統性能，那只有重新鋪設網絡電纜，并用CAN節點來替換RS-485節點。 　　實際的RS-485系統中，大多數雙絞線的阻抗特性在102Ω至120Ω之間，如果系統中應用的波特率不是很高、傳輸距離不是很遠，則可以保留原有的網絡電纜，要注意網絡兩端的終端電阻值為120Ω左右。 結束語: 作為一種技術先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網絡通訊控制方式，CAN-bus 已被廣泛應用到各個自動化控制系統中。例如，在汽車電子、自動控制、智能大廈、電力系統、安防監控等各領域，CAN-bus 都具有不可比擬的優越性。西林鋼鐵公司燒結配料采用的CAN-bus總線后,設備投資小,維護率大大降低. 　　CAN-bus以其開發維護的低成本、高總線利用率、很遠的傳輸距離（最遠可達10Km）、根據優先級的多主結構、可靠的錯誤檢測和處理機制，全面彌補了傳統RS485網絡的低總線利用率、單主從結構、無硬件錯誤檢測的不足。使用戶能組建起穩定、高效的現場總線網絡，獲得最大的價值。 作者簡介： １、張漢兵：黑龍江省西林鋼鐵公司計控處自動化研發部助理工程師 ２、董立峰：黑龍江省西林鋼鐵公司計控處自動化研發部數控工程師 ３、徐姝婉：黑龍江省西林鋼鐵公司計控處自動化研發部助理工程師 ４、秦　萍：黑龍江省西林鋼鐵公司計控處自動化研發部助理工程師