西门子RS485 中继器

浅谈西门子中继器的使用  


摘要：本文主要讲述中继器的概念、中继器的主要功能和使用方法，并配以图、表加以说明，力求使广大技术人员对西门子中继器有一个初步认识。
关键词：西门子 中继器 DP总线

1 中继器的概念
中继器（repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互连设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误，中继器就是为解决这一问题而设计的。
2 西门子RS485中继器的介绍
其中：
1）        RS485中继器的电源端子
2）        网段1和网段2电缆屏蔽层接地
3）        网段1的信号线端子
4）        网段1的终端电阻设置
5）        网络开关，用于接通和断开网段1、2
6）        网段2的终端电阻设置
7）        网段2的信号线端子
8）        背板安装弹簧片
9）        用于PG/OP连接到网段1的接口

图1  RS485中继器
注：M5.2用作参考接地，一般不接线
RS485中继器上下分为两个网段，其中A1/B1和A11 /B11是网段1的一个Profibus接口，A2/B2和A21/B21是网段2的一个Profibus接口，PG/OP接口属于网段1；信号再生是在网段1和网段2之间实现的，同一网段内信号不能再生（即从网段1到网段2有放大信号的功能）；两个网段之间是信号隔离的，所以RS485中继器还可以实现两个网段之间的隔离。
3 西门子RS485中继器的主要功能
1)、延长总线的传输距离
在有一定距离的情况下通讯时，RS485通讯接口是一个不错的选择，但超过RS485接口的可靠传输距离时，就需要加装中继器以延长传输距离，增加传输的可靠性。表1为不加中继器时RS485在不同传输速率下一个网段所支持的最大电缆长度，表2为加西门子中继器时RS485在不同传输速率下两个节点之间的最大电缆长度。
传输速率        最大电缆长度（米）
9.6 to 93.75 Kbps        1000
187.5     Kbps        800
500     Kbps        400
1.5     Mbps        200
12     Mbps        100
                          表1

传输速率        最大电缆长度（米）
9.6 to 93.75 Kbps        10000
187.5     Kbps        8000
500     Kbps        4000
1.5     Mbps        2000
3 to 12     Mbps        1000
                                 表2
从表2可以看出，加装中继器后总线的传输长度大为增加。
2)、 网络拓扑
   A1/B1和A11 /B11其实是的一个Profibus接口的进口/ 出口的接线端子，就像Profibus接头的进口/ 出口一样，因而也涉及到终端电阻的设置问题。
（1）、 中继器作为终端设备的网络拓扑








                               图2
在这个网络拓扑中，中继器连接了网段1和网段2，由于中继器内部是隔离的，对于网段1来说，中继器就是该网段的一个终端设备，应将网段1的终端电阻设置为“ON”，网段2和网段1相似，所以也应该将网段2的终端电阻设置为“ON”。
（2）、 中继器的一个网段作为中间设备的网络拓扑








                              图3
该网络拓扑中，网段1仍然作为终端设备，所以网段1的终端电阻应为“ON“，而网段2是作为一个中间设备来用，所以网段2的终端电阻应为“OFF”，而网段2上的两个终端设备应分别设置终端电阻。
（3 ）、中继器的两个网段都为中间设备的网络拓扑
                              图4
     这种拓扑结构中，网段1和网段2都是作为中间设备进行拓扑，因此网段1和2的终端电阻都为“OFF”。
4 加装中继器的原则
     通过本人的学习和现场实践，总结出以下几方面的原则
1）        中继器虽然有诸多功能，但价格也不低，而且多一个设备就等于多一个故障点。在出现DP总线通讯故障时，首先考虑检查电缆有无破损，DP接头的终端电阻是否正常，总线网络中的屏蔽是否符合要求，在以上几项都正常的情况下才考虑加装中继器；
2）        中继器一般加装在DP网络的中间部位效果最好，如果装在离主站最近的位置，放大的可能是一个已经失真的信号；如果离主站太远，则有可能起不到明显效果。如果条件允许，可以使用西门子总线测试仪对信号的衰减情况进行测试，以便确定加装位置。确定加装位置时要以物理位置来定，不要以逻辑地址来定，所以维护人员如果对网络的走向和实际位置比较清楚，则可以迅速确定加装位置。
  参考文献：
［1］西门子（中国）有限公司，西门子RS485中继器使用说明，2009.2