RS422通信在DNC控制系統中的應用

機械制造業(yè)從單機自動(dòng)化發(fā)展到分布式DNC控制系統，在技術(shù)上首先要解決的是數控機床計算機（上位機）的信息交換和互聯(lián)問(wèn)題，這是實(shí)現DNC控制的核心問(wèn)題。筆者開(kāi)發(fā)了一塊PC機用RS422通信板，并且自行定義了一套可靠而行之有效的通信協(xié)議。

1 DNC系統的網(wǎng)絡(luò )結構

本DNC控制系統的拓撲結構采用兩級主從總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )結構，通信網(wǎng)絡(luò )采用三層結構：物理層、數據鏈路層和應用層。

1） 物理層 采用平衡型標準RS422接口，以提高數據傳輸的可靠性。在新的平衡型標準RS422中（見(jiàn)圖），發(fā)送器與接收器均以差分方式工作，每個(gè)信號用兩根導線(xiàn)傳輸，整個(gè)接口無(wú)需共用信號線(xiàn)就可以正常工作。信號的電平由兩根導線(xiàn)上的信號的差值來(lái)表示，電壓范圍為-6～+6V，相對于其中的一根導線(xiàn)來(lái)說(shuō)，差值為+4～+6V表示二進(jìn)制的“0”，差值為-4～-6V表示二進(jìn)制的“1”。對于新的平衡型標準RS422來(lái)說(shuō)，當傳輸距離達到1000m時(shí)，信號傳輸速率在100kb/s以下，在10m以?xún)鹊慕嚯x傳輸中，速率可達10Mb/s。由于每個(gè)信號均用雙線(xiàn)傳輸，這種差分平衡結構能從地線(xiàn)的干擾中分離出有效信號，差分接收器可區分0.20V以上的電位差，因此，可不受對地參考系統之地電位的波動(dòng)和共模電磁干擾的影響。

2） 鏈路層 本DNC系統控制系統采用異步串行通信方式。系統約定：數據的傳輸采用正反碼校驗：命令字和狀態(tài)字在發(fā)送時(shí)，必須先發(fā)送兩個(gè)BREAK，然后發(fā)送命令字或狀態(tài)字，再發(fā)送其反碼：文件傳輸時(shí)，32個(gè)字節（正反碼）組成一個(gè)信息包。

3） 應用層 這一層是面向用戶(hù)的，主要為命令的輸入和傳輸結果的說(shuō)明。其中命令的輸入包括上位機對下位機實(shí)時(shí)控制命令的輸入和文件傳輸命令的輸入。傳輸結果的說(shuō)明有兩種：當命令或文件正確傳輸時(shí)，在屏幕上顯示正確傳輸標志：當命令或文件錯誤傳輸時(shí)，在屏幕上顯示錯誤傳輸標志。

2 本DNC控制系統通信規程的約定

為了使網(wǎng)絡(luò )內不同結點(diǎn)之間能夠正確進(jìn)行數據通信，通信雙方就必須有一套彼此能夠相互了解和共同遵守的規則和約定，這些格式、約定及應答關(guān)系概括起來(lái)就叫做通信規程。

本DNC控制系統為主從總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )結構，上位機執行著(zhù)整個(gè)系統的組織和管理。因此系統的通信規程是不平衡型的：上位機發(fā)送命令、接收響應并負責鏈路級的差錯恢復：下位機發(fā)送響應、接收命令。