FS-485HUB-7
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FS-485HUB-7

7口 RS485 集线器使用说明书

 一、FS-485HUB-7 产品简介

   FS-485HUB-7 为 7 口 RS485 集线器( 1 个 USB 口、 1 个 RS232 口、 5 个 RS485 口),是专为解决复杂环境下 RS485 网络通信而设计的总线分割集线器,利用它可将 RS485 用于星形网络拓朴结构,用户可以方便的改变 RS485 总线结构,分割网段,延长 RS485 通信距离以及便于组网和维护。当网络中的 RS485 设备发生故障时,出现问题的网段被隔离,以确保其他网段正常工作,从而大大提高了 RS485 网络运行的可靠性,有效的缩短了查找网络故障的维护时间,具有以下功能和特点:

•  具有 1 个 USB 接口、 1 个 RS232 接口和 5 个 RS485 接口通道,这些接口之间都可以相互通信,并无需考虑主从关系,是真正意义上的 RS485HUB ;

•  各接口的物理结构: USB 为 B 型插座、 RS232 为 DTE 方式的 DB 9M 插座, RS485 为接线端子,方便连接工控设备;

•  5 个 RS485 接口之间以及 RS485 与 RS232 和 USB 接口之间相互光电隔离,有效的防止了任何一条通道上的静电或雷击(浪涌)对其它接口通道的影响。

•  任何一个 RS485 接口通道的线路发生短路等故障时不影响其它 RS485 接口通道的正常通信。

•  易于查找故障和维护网络,用户可通过面板上的通信指示灯状态能够迅速的判断出故障的 RS485网段。

•  5 个 RS485 端口均有抗静电和防雷击(浪涌)保护电路以及防持续过电压的自恢复保护电路。

•  RS485 的通信速率为 0 ~ 500Kbps 自适应,可用于 PROFIBUS 等高速 RS485 通信;

•  电源为 9 ~ 40VDC 宽电压输入,不怕电源抖动,适合恶劣的工业环境;

•  FS-485HUB-7 可以多个级连,这样可以进一步更多地扩展你的 RS485 网络

FS-485HUB-7 的性能参数

名 称

性 能 参 数

接口标准

TIA/EIA-RS 232C 、 TIA/EIA-RS485 、 USB2.0

物理接口

USB : USB-B 插座、 RS232 : DB 9M 插座、 RS485 :接线端子

传输介质

普通双绞线:截面积 0.5mm 2 ,分布电容< 60pf/m ,特性组抗 120 欧

通信速率

USB : 300 ~ 1Mbps 标准波特率自适应; RS232 : 0 ~ 230Kbps 自适应;

RS485 : 0 ~ 500Kbps 自适应

RS485 通信距离

3000 米 ( 4800bps 时)、 2000 米 ( 9600bps 时)、1500米(19.2Kbps)、 800 米 ( 187.5Kbps 时)、 200 米 ( 500Kbps 时)

RS485 可挂节点数

每个 RS485 网段可挂接 32 个标准 RS485 接口设备(节点)

隔离电压

USB 和 RS232 到 RS485 隔离电压: 1000VDC;
RS485 到 RS485 隔离电压:1000VDC;
(隔离电压最高可做到 3000VDC ,订货时需声明)

接口保护

USB :过流保护; RS232 :± 15KV 防静电保护; RS485 :± 15KV 防静电保护、 600W 防雷击(浪涌)保护和防持 60V 连续过电压的自恢复保护。

工作方式

半双工透明传输

供电电压

9 ~ 40VDC 3W 宽电压范围输入,接口为同轴插座和接线端子

工作温度

-40 ~ + 85 ℃

相对湿度

5% ~ 95% 无结露

外形尺寸

275mm (长)× 120mm (宽)× 40mm (高)

FS-485HUB-7 内部原理框图

FS-485HUB-7 面板分布图

图中各个接口及针脚信号定义:

  电源接口:本产品的电源输入端口为同轴插座 J1 和接线端子 J2 ,同轴插座和接线端子在内部是连通的,用户任意使用其中一种即可,这样设计目的是为了方便用户取电。使用时请注意电源的正负极性,如下图所示:

    USB 接口:本产品的 USB 接口为标准的 USB-B 型插座,由随产品所配的 USB 电缆连接计算机的 USB 接口,其内部其实是一个 USB 到 RS485 的转换器,使用 USB 接口时需要安装USB到UART的设备驱动程序,该程序在随产品所配的光盘上。

  RS232 接口: FS-485HUB-7 的 RS232 接口为标准的 DTE 方式的 DB 9M (针座)插座,由随产品所配的 RS232 电缆连接电脑的 RS232 接口,只使用了 TXD 、 RXD 、 GND 三线, RTS 与 CTS 、 DTR 与 DSR 信号在内部已短接。其针脚信号定义如下表:

针脚号

信号名

说 明

1

没有使用

2

RXD

接收数据

3

TXD

发送数据

4

DTR

与 6 脚短接

5

GND

信号地

6

DSR

与 4 脚短接

7

RTS

与 8 脚短接

8

CTS

与 7 脚短接

9

没有使用

    RS485 接口: FS-485HUB-7 有 5 路 RS485 接口,分别是 LINE1 ~ LINE5 ,其物理结构为接线端子,每一路 RS485 接口旁均设有一个终端电阻开关 K , K 拨到“ R ”位置时接入 120 欧终端电阻, K 拨到“ OFF ”位置时不接终端电阻,当线长度超过 50 米 时应接入终端电阻。

RS485 接线端子信号定义

信号名

说 明

D+

RS485 信号正

D-

RS485 信号负

SG

RS485 信号地

    TXD 和 RXD 指示灯: TXD 和 RXD 为各路接口对应的数据收发指示灯,其状态如下: 无数据传输时, TXD 和 RXD 均熄灭;发送数据时 TXD 闪烁;接收数据时 RXD 闪烁;发生故障时 TXD 或 RXD 常亮。

  PWR 为电源指示灯,接通电源后被点亮。

五、 FS-485HUB-7 与设备的连接

1、 FS-485HUB-7 的 USB 口与电脑的连接

  采用随产品所配的 USB A-B 电缆连接 FS-485HUB-7 的 USB 口和电脑的 USB 口, 将 USB 电缆插入电脑的 USB 口后,系统会提示发现新的硬件,按照对话框提示将随产品提供的光盘放入光驱,依提示按下一步执行安装,安装完成后,在 Windows 的“开始菜单 \ 设置 \ 控制面板 \ 系统 \ 硬件 \ 设备管理器”的端口项目下会出现 1 个新增加的 COM 口及对应的驱动属性,这个新增加的 COM 口便是 USB 扩展出来的串口,在通信软件中选定这些口即可,就象使用传统的 COM 口一样。

  详细的安装方法请看随光盘上的《 USB 转串口驱动程序安装说明》。

  对于没有 RS232 接口的电脑,使用 USB 接口也许是最方便的选择!

2、 FS-485HUB-7 的 RS232 接口与设备的 RS232 接口的连接

  本产品的 RS232 接口为三线式( TXD 、 RXD 、 GND ) DTE 接口,其插座形式和信号定义与电脑上的 RS232 接口一样,与电脑的 RS232 口连接时需使用交叉电缆,该电缆已配在产品的包装中,如下图所示:

    对于连接其它设备的 RS232 口,由于有些设备的 RS232 口的物理结构和信号定义与标准的 DTE 接口不同,你也许需另自制连接电缆,总之按照“发送连接收、接收连发送、地连地”的原则即可,请参照设备的相关资料。

3 、FS-485HUB-7 的 RS485 口与设备的 RS485 口的连接

  下图是 485HUB 的某一路 RS485 口与设备的 RS485 口的连接

    上图中 RS485 的信号地 SG 一般情况下没有必要连接,当遇到多个 RS485 设备节点之间存在较大地电位差的情况时,可用一条低阻值导线将信号地端子 SG 与本条总线上的各个 RS485 设备节点的信号地连接起来,以防止地电位差过大损坏接口或造成共模干扰!

    FS-485HUB-7 的 5 个 RS485 端口( LINE1 ~ LINE5 )之间是相互隔离的,不要将各端口的信号地 SG 相连!

  当 RS485 总线距离超过 50 米 时,为抑制回波在通信线路上的反射,应将FS-485HUB-7上的终端电阻开关拨到“ R ”,并在最后一个设备节点的 RS485 接口上并接 120 欧终端电阻和二个510欧的上拉和下拉电阻,上拉和下拉电阻接5V电源,如上图所示。

  各个 RS485 设备节点到总线的距离(支线)尽量短,一般不要超过 15 米 ,理想的方法是将总线直接并接在设备的 RS485 端子上。

六、 应用方案

  下图是某矿井检测系统采用的老式 RS485 总线布线结构。

采用这种老式布线结构存在以下缺陷:

1、RS485 所能达到的通信距离一般为 1200 米 左右,采用这种老式布线结构,可布线的覆盖范围
  十分有限,为了扩大通信距离不得不采用中继器,而有的地方受环境限制无法为中继器提供电源
  ,而且导线浪费十分严重。

2、采用这种老式的一条总线走到底的结构,所有 RS485 节点共享一条 RS485 总线,当任一
  RS485 节点短路或发生故障时,总线将被“拉死”而使其整个系统无法工作,在众多节点中查找
  故障点十分费时。

3、RS485 总线布线的复杂程度与总线的长短和挂接设备的数量有很大的关系,特别在大型系统中显
  得尤其突出,采用这种老式布线结构无疑加大了布线的难度且维护很麻烦。

4、在相距一定距离的设备之间总是存在地电位差,总线距离越长、节点数越多这种现象越严重,过
  大的地电位差会造成系统无法运行甚至损坏 RS485 接口。

下图是采用 FS-485HUB-7 集线器的布线方案:

采用 FS-485HUB-7 集线器可以很好的解决上述问题:

1、FS-485HUB-7 采用星形结构连接 RS485 总线,在有效利用接口的情况下布线范围大大提高,
  通信线也比老式的布线方式节省很多。

2、当某一条总线上的 RS485 节点短路或发生故障时,通过面板上的通信指示灯很容易发现出故障
  的那条总线,将其从 FS-485HUB-7 上断开后并不影响其它总线的通信。

3、通过很好的使用 FS-485HUB-7 ,可以使得 RS485 系统布线变得简单快洁,从而有效的减少了
  工程费用和时间。

4、由于各路 RS485 接口之间是相互隔离的,当某一路 RS485 总线遭到雷击损坏时,并不会波及
  其它路总线,如果是老式的一条总线走到底的布线结构,雷击将会给整个系统带来灾难!

FS-485HUB-7 的级连

  FS-485HUB-7 可以多个级连,以扩展出更多的 RS485 端口,下图是由三个 FS-485HUB-7 扩展出的 11 路 RS485 总线,每条总线可挂接 32 个 RS485 设备节点,每条总线的最大长度可达性能参数表中规定的长度。按此原理使用更多的集线器可扩展出更多的 RS485 总线。

FS-485HUB-7 包装盒内包含的物品如下:

FS-485HUB-7 产品 1 个

光盘(内含产品说明书) 1 张

USB A-B 电缆( 2 米 ) 1 条

RS232 电缆( 1 米 ) 1 条