RS-485通信接口簡(jiǎn)介及故障解析

1 引言

　　近年來(lái)，計算機控制已被迅速地推廣和普及，工業(yè)控制計算機、plc、變頻器、觸摸屏、機器人、柔性制造系統廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)中。將不同的生產(chǎn)設備連在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，相互之間進(jìn)行數據通信，實(shí)現分散控制和集中管理，是計算機控制系統發(fā)展的大趨勢，所以，工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )和plc的通信是工業(yè)控制中的重要研究課題。通信的方式包括并行通信和串行通信。并行數據通信方式是以字節為單位的數據傳輸方式，除了8根或16根數據線(xiàn)、一根公共線(xiàn)外，還需要通信雙方聯(lián)絡(luò )用的控制線(xiàn)。并行通信的傳輸速度快，但是傳輸線(xiàn)的根數多，成本高，一般用于近距離的傳輸，例如計算機于打印機之間的通信。串行數據通信方式是以二進(jìn)制的位（bit）為單位的數據傳輸方式，每次只傳送一位，除了公共線(xiàn)外，在一個(gè)數據傳輸方向上只需要一根數據線(xiàn)，這根線(xiàn)既作為數據線(xiàn)又作通信聯(lián)絡(luò )的控制線(xiàn)，數據信號和聯(lián)絡(luò )信號在這個(gè)線(xiàn)上按位進(jìn)行傳送。串行通信需要的信號線(xiàn)少，最少的只需要兩根線(xiàn)（雙絞線(xiàn)），適用于距離較遠的場(chǎng)合。計算機和plc都有通用的串行通信接口，工業(yè)控制中一般使用串行通信。

2 西門(mén)子s7-200plc的rs-485通信

　　2.1串行通信的接口標準

　　串行通信有三種接口標準：rs-232c、rs-442a和rs-485。rs-485是rs-442a的變形，rs-442a是全雙工，兩對平衡差分信號線(xiàn)分別用于發(fā)送和接收。rs-485只有一對平衡差分信號線(xiàn)，不能同時(shí)發(fā)送接收。

　　使用rs-485通信接口和雙絞線(xiàn)可以組成串行通信網(wǎng)絡(luò )，構成分布式系統，系統中最多可以有32個(gè)站，新的接口器件已允許鏈接128個(gè)站。

　　2.2s7-200的網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議

　　s7-200的網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議包括：點(diǎn)對點(diǎn)接口協(xié)議（ppi）；多點(diǎn)接口協(xié)議（mpi）；profibus協(xié)議；tcp/ip協(xié)議；用戶(hù)定義的協(xié)議（自由端口模式）等多達5種類(lèi)型。

　　2.3 西門(mén)子s7-200plc的rs-485通信

　　串行通信是西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò )通信中一種經(jīng)濟、有效的通信方式，rs-485是其最重要的組成部分。圖中r1、r2是阻值為10歐的普通電阻，其作用是防止rs-485信號d+和d-短路時(shí)產(chǎn)生過(guò)電流燒壞芯片，z1、z2是鉗制電壓為6v，最大電流為10a的齊納二極管，24v電源和5v電源共地未經(jīng)隔離，當d+或d-線(xiàn)上有共模干擾電壓灌入時(shí)，由橋式整流電路和z1、z2可將共模電壓鉗制在±6.7v，從而保護rs-485芯片sn75176（rs-485芯片的允許共模輸入電壓范圍為：-7v～+12v）。該保護電路能承受共模干擾電壓功率為60w，保護電路和芯片內部沒(méi)有防靜電措施。