1 引言
近年來，計算機(jī)控制已被迅速地推廣和普及，工業(yè)控制計算機(jī)、plc、變頻器、觸摸屏、機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。將不同的生產(chǎn)設(shè)備連在一個網(wǎng)絡(luò)中，相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)分散控制和集中管理，是計算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢，所以，工廠自動化網(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(shù)據(jù)通信方式是以字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，除了8根或16根數(shù)據(jù)線、一根公共線外，還需要通信雙方聯(lián)絡(luò)用的控制線。并行通信的傳輸速度快，但是傳輸線的根數(shù)多，成本高，一般用于近距離的傳輸，例如計算機(jī)于打印機(jī)之間的通信。串行數(shù)據(jù)通信方式是以二進(jìn)制的位(bit)為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，每次只傳送一位，除了公共線外，在一個數(shù)據(jù)傳輸方向上只需要一根數(shù)據(jù)線，這根線既作為數(shù)據(jù)線又作通信聯(lián)絡(luò)的控制線，數(shù)據(jù)信號和聯(lián)絡(luò)信號在這個線上按位進(jìn)行傳送。串行通信需要的信號線少，最少的只需要兩根線(雙絞線)，適用于距離較遠(yuǎn)的場合。計算機(jī)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 西門子s7-200plc的rs-485通信
2.1串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)
串行通信有三種接口標(biāo)準(zhǔn)：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分別用于發(fā)送和接收。rs-485只有一對平衡差分信號線，不能同時發(fā)送接收。
使用rs-485通信接口和雙絞線可以組成串行通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)中最多可以有32個站，新的接口器件已允許鏈接128個站。
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：點對點接口協(xié)議(ppi);多點接口協(xié)議(mpi);profibus協(xié)議;tcp/ip協(xié)議;用戶定義的協(xié)議(自由端口模式)等多達(dá)5種類型。
2.3 西門子s7-200plc的rs-485通信
串行通信是西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中一種經(jīng)濟(jì)、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-短路時產(chǎn)生過電流燒壞芯片，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(dāng)d+或d-線上有共模干擾電壓灌入時，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(hù)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(hù)電路能承受共模干擾電壓功率為60w，保護(hù)電路和芯片內(nèi)部沒有防靜電措施。
2.4rs-232與rs-485的轉(zhuǎn)換
由于pc機(jī)的串口是rs-232接口，plc的串口是rs-485接口，所以二者的通信要用到pc/ppi電纜，rs-232接口與rs-485接口的引針對應(yīng)關(guān)系如表1、表2。
3 常發(fā)生的故障解析
3.1常見的故障現(xiàn)象
當(dāng)plc的rs-485口經(jīng)非隔離的pc/ppi電纜與電腦連接、plc與plc之間連接或plc與變頻器、觸摸屏等通信時時有通信口損壞現(xiàn)象發(fā)生，較常見的損壞情況如下：
(1)r1或r2被燒斷，z1、z2和sn75176完好。這是由于有較大的瞬態(tài)干擾電流經(jīng)r1或r2、橋式整流、z1或z1到地，z1、z2能承受最大10a電流的沖擊，而該電流在r1或r2上產(chǎn)生的瞬態(tài)功率為：102×10=1000w，當(dāng)然會將其燒斷。
(2)sn75176損壞，r1、r2和z1、z2完好。這主要可能是受到靜電沖擊或瞬態(tài)過電壓速度快于z1、z2的動作速度造成的，靜電無處不在，僅人體模式也會產(chǎn)生±15kv的靜電。
