一、FS-485HUB-7 產(chǎn)品簡介
FS-485HUB-7 為 7 口 RS485 集線器( 1 個 USB 口、 1 個 RS232 口、 5 個 RS485 口),是專為解決復雜環(huán)境下 RS485 網(wǎng)絡通信而設計的總線分割集線器,利用它可將 RS485 用于星形網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu),用戶可以方便的改變 RS485 總線結(jié)構(gòu),分割網(wǎng)段,延長 RS485 通信距離以及便于組網(wǎng)和維護。當網(wǎng)絡中的 RS485 設備發(fā)生故障時,出現(xiàn)問題的網(wǎng)段被隔離,以確保其他網(wǎng)段正常工作,從而大大提高了 RS485 網(wǎng)絡運行的可靠性,有效的縮短了查找網(wǎng)絡故障的維護時間,具有以下功能和特點:
• 具有 1 個 USB 接口、 1 個 RS232 接口和 5 個 RS485 接口通道,這些接口之間都可以相互通信,并無需考慮主從關(guān)系,是真正意義上的 RS485HUB ;
• 各接口的物理結(jié)構(gòu): USB 為 B 型插座、 RS232 為 DTE 方式的 DB 9M 插座, RS485 為接線端子,方便連接工控設備;
• 5 個 RS485 接口之間以及 RS485 與 RS232 和 USB 接口之間相互光電隔離,有效的防止了任何一條通道上的靜電或雷擊(浪涌)對其它接口通道的影響。
• 任何一個 RS485 接口通道的線路發(fā)生短路等故障時不影響其它 RS485 接口通道的正常通信。
• 易于查找故障和維護網(wǎng)絡,用戶可通過面板上的通信指示燈狀態(tài)能夠迅速的判斷出故障的 RS485網(wǎng)段。
• 5 個 RS485 端口均有抗靜電和防雷擊(浪涌)保護電路以及防持續(xù)過電壓的自恢復保護電路。
• RS485 的通信速率為 0 ~ 500Kbps 自適應,可用于 PROFIBUS 等高速 RS485 通信;
• 電源為 9 ~ 40VDC 寬電壓輸入,不怕電源抖動,適合惡劣的工業(yè)環(huán)境;
• FS-485HUB-7 可以多個級連,這樣可以進一步更多地擴展你的 RS485 網(wǎng)絡;
二、FS-485HUB-7 的性能參數(shù)

三、 FS-485HUB-7 內(nèi)部原理框圖

四、FS-485HUB-7 面板分布圖

圖中各個接口及針腳信號定義:
電源接口:本產(chǎn)品的電源輸入端口為同軸插座 J1 和接線端子 J2 ,同軸插座和接線端子在內(nèi)部是連通的,用戶任意使用其中一種即可,這樣設計目的是為了方便用戶取電。使用時請注意電源的正負極性,如下圖所示:

USB 接口:本產(chǎn)品的 USB 接口為標準的 USB-B 型插座,由隨產(chǎn)品所配的 USB 電纜連接計算機的 USB 接口,其內(nèi)部其實是一個 USB 到 RS485 的轉(zhuǎn)換器,使用 USB 接口時需要安裝USB到UART的設備驅(qū)動程序,該程序在隨產(chǎn)品所配的光盤上。
RS232 接口: FS-485HUB-7 的 RS232 接口為標準的 DTE 方式的 DB 9M (針座)插座,由隨產(chǎn)品所配的 RS232 電纜連接電腦的 RS232 接口,只使用了 TXD 、 RXD 、 GND 三線, RTS 與 CTS 、 DTR 與 DSR 信號在內(nèi)部已短接。其針腳信號定義如下表:

RS485 接口: FS-485HUB-7 有 5 路 RS485 接口,分別是 LINE1 ~ LINE5 ,其物理結(jié)構(gòu)為接線端子,每一路 RS485 接口旁均設有一個終端電阻開關(guān) K , K 撥到“ R ”位置時接入 120 歐終端電阻, K 撥到“ OFF ”位置時不接終端電阻,當線長度超過 50 米 時應接入終端電阻。

TXD 和 RXD 指示燈: TXD 和 RXD 為各路接口對應的數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈,其狀態(tài)如下: 無數(shù)據(jù)傳輸時, TXD 和 RXD 均熄滅;發(fā)送數(shù)據(jù)時 TXD 閃爍;接收數(shù)據(jù)時 RXD 閃爍;發(fā)生故障時 TXD 或 RXD 常亮。
PWR 為電源指示燈,接通電源后被點亮。
五、 FS-485HUB-7 與設備的連接
1、 FS-485HUB-7 的 USB 口與電腦的連接
采用隨產(chǎn)品所配的 USB A-B 電纜連接 FS-485HUB-7 的 USB 口和電腦的 USB 口, 將 USB 電纜插入電腦的 USB 口后,系統(tǒng)會提示發(fā)現(xiàn)新的硬件,按照對話框提示將隨產(chǎn)品提供的光盤放入光驅(qū),依提示按下一步執(zhí)行安裝,安裝完成后,在 Windows 的“開始菜單 \ 設置 \ 控制面板 \ 系統(tǒng) \ 硬件 \ 設備管理器”的端口項目下會出現(xiàn) 1 個新增加的 COM 口及對應的驅(qū)動屬性,這個新增加的 COM 口便是 USB 擴展出來的串口,在通信軟件中選定這些口即可,就象使用傳統(tǒng)的 COM 口一樣。
詳細的安裝方法請看隨光盤上的《 USB 轉(zhuǎn)串口驅(qū)動程序安裝說明》。
對于沒有 RS232 接口的電腦,使用 USB 接口也許是最方便的選擇!
2、 FS-485HUB-7 的 RS232 接口與設備的 RS232 接口的連接
本產(chǎn)品的 RS232 接口為三線式( TXD 、 RXD 、 GND ) DTE 接口,其插座形式和信號定義與電腦上的 RS232 接口一樣,與電腦的 RS232 口連接時需使用交叉電纜,該電纜已配在產(chǎn)品的包裝中,如下圖所示:

對于連接其它設備的 RS232 口,由于有些設備的 RS232 口的物理結(jié)構(gòu)和信號定義與標準的 DTE 接口不同,你也許需另自制連接電纜,總之按照“發(fā)送連接收、接收連發(fā)送、地連地”的原則即可,請參照設備的相關(guān)資料。
3 、FS-485HUB-7 的 RS485 口與設備的 RS485 口的連接
下圖是 485HUB 的某一路 RS485 口與設備的 RS485 口的連接

上圖中 RS485 的信號地 SG 一般情況下沒有必要連接,當遇到多個 RS485 設備節(jié)點之間存在較大地電位差的情況時,可用一條低阻值導線將信號地端子 SG 與本條總線上的各個 RS485 設備節(jié)點的信號地連接起來,以防止地電位差過大損壞接口或造成共模干擾!
FS-485HUB-7 的 5 個 RS485 端口( LINE1 ~ LINE5 )之間是相互隔離的,不要將各端口的信號地 SG 相連!
當 RS485 總線距離超過 50 米 時,為抑制回波在通信線路上的反射,應將FS-485HUB-7上的終端電阻開關(guān)撥到“ R ”,并在最后一個設備節(jié)點的 RS485 接口上并接 120 歐終端電阻和二個510歐的上拉和下拉電阻,上拉和下拉電阻接5V電源,如上圖所示。
各個 RS485 設備節(jié)點到總線的距離(支線)盡量短,一般不要超過 15 米 ,理想的方法是將總線直接并接在設備的 RS485 端子上。
六、 應用方案
下圖是某礦井檢測系統(tǒng)采用的老式 RS485 總線布線結(jié)構(gòu)。

采用這種老式布線結(jié)構(gòu)存在以下缺陷:
1、RS485 所能達到的通信距離一般為 1200 米 左右,采用這種老式布線結(jié)構(gòu),可布線的覆蓋范圍十分有限,為了擴大通信距離不得不采用中繼器,而有的地方受環(huán)境限制無法為中繼器提供電源,而且導線浪費十分嚴重。
2、采用這種老式的一條總線走到底的結(jié)構(gòu),所有 RS485 節(jié)點共享一條 RS485 總線,當任一RS485 節(jié)點短路或發(fā)生故障時,總線將被“拉死”而使其整個系統(tǒng)無法工作,在眾多節(jié)點中查找故障點十分費時。
3、RS485 總線布線的復雜程度與總線的長短和掛接設備的數(shù)量有很大的關(guān)系,特別在大型系統(tǒng)中顯得尤其突出,采用這種老式布線結(jié)構(gòu)無疑加大了布線的難度且維護很麻煩。
4、在相距一定距離的設備之間總是存在地電位差,總線距離越長、節(jié)點數(shù)越多這種現(xiàn)象越嚴重,過大的地電位差會造成系統(tǒng)無法運行甚至損壞 RS485 接口。
下圖是采用 FS-485HUB-7 集線器的布線方案:

采用 FS-485HUB-7 集線器可以很好的解決上述問題:
1、FS-485HUB-7 采用星形結(jié)構(gòu)連接 RS485 總線,在有效利用接口的情況下布線范圍大大提高,通信線也比老式的布線方式節(jié)省很多。
2、當某一條總線上的 RS485 節(jié)點短路或發(fā)生故障時,通過面板上的通信指示燈很容易發(fā)現(xiàn)出故障的那條總線,將其從 FS-485HUB-7 上斷開后并不影響其它總線的通信。
3、通過很好的使用 FS-485HUB-7 ,可以使得 RS485 系統(tǒng)布線變得簡單快潔,從而有效的減少了工程費用和時間。
4、由于各路 RS485 接口之間是相互隔離的,當某一路 RS485 總線遭到雷擊損壞時,并不會波及其它路總線,如果是老式的一條總線走到底的布線結(jié)構(gòu),雷擊將會給整個系統(tǒng)帶來災難!
FS-485HUB-7 的級連
FS-485HUB-7 可以多個級連,以擴展出更多的 RS485 端口,下圖是由三個 FS-485HUB-7 擴展出的 11 路 RS485 總線,每條總線可掛接 32 個 RS485 設備節(jié)點,每條總線的最大長度可達性能參數(shù)表中規(guī)定的長度。按此原理使用更多的集線器可擴展出更多的 RS485 總線。

FS-485HUB-7 包裝盒內(nèi)包含的物品如下:
FS-485HUB-7 產(chǎn)品 1 個
光盤(內(nèi)含產(chǎn)品說明書) 1 張
USB A-B 電纜( 2 米 ) 1 條
RS232 電纜( 1 米 ) 1 條