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    485中继器应用于PLC通信的485总线隔离

      

    PLC(可编程逻辑控制器)是专门用于工业环境下的数字运算的电子设备,采用可以编制程序的存储器,用于内部存储内部执行操作指令,并通过开关量以及模拟量的输入和输出来控制各种工业设备的启停以及工业生产过程。其与计算机的通信线路分为有线(RS-485总线,CAN总线,工业以太网)和无线(MDS数传电台)两种通信链路。其中RS-485总线由于使用简单,布线方便,支持外围设备广泛大量的应用于PLC的数据通信。

    系统描述
    RS-485总线通信距离远,其通信距离在不增加中继器的情况下最远可以达到1200米(110Kbps通信速率,理想状况下,在实际应用中建议最远为800-1000米,留有一定的冗余,保证485通信的稳定性),由于其采用差分平衡传输方式,在采用屏蔽双绞线作为通信线材的时候,其抗干扰能力非常强。其最大负载能力一般为32个节点,即每个RS-485总线网络中只能接入32个RS-485设备,一旦接入的设备超过一定数量,则需要增加485中继器来解决负载问题。

    解决方案
    某工厂实施自动化改造工程,其原有自动化控制系统智能化程度较低,系统的PLC相互之间没有数据线路连接,不能联网进行数据交换,使得工厂的智能化程度相对较低。厂方遂决定将工厂内PLC联网,依照“分散控制,集中管理”的原则建立自动化控制系统。由于大多数的PLC都具备RS-485通信接口,工厂决定采用RS-485总线作为自动化控制系统的工业通信网络。最开始工厂按照RS-485总线的布线规范,按照总线式手牵手的拓扑结构布线将所有PLC的485通信接口进行连接,但是在实际使用过程中,发现通信质量非常不稳定,经常会出现计算机不能查找到相应PLC的情况,但是通过检查又发现PLC的通信接口都是正常的。

    通过与深圳市汉韬科技有限公司进行沟通,工程方发现是由于工厂内电磁环境干扰问题以及RS-485总线的负载能力问题。由于工厂内需要控制的设备众多,所采用的PLC数量也比较多,从而使得整个RS-485总线网络负载的设备较多,超出了整个网络的负载能力导致通信出现问题,还有就是由于PLC控制的大型机电设备较多,大型设备在运转过程中产生巨大的电磁辐射干扰RS-485总线的通信,特别是其在启停的时候,对于数据通信的干扰更加厉害。推荐使用N-109型485中继器来解决通信中出现的问题。

    N-109型中继器采用光电隔离芯片实现485信号线路隔离,电源采用DC/DC隔离模块,采用N-109将RS-485总线隔离成多条RS-485总线,使得电磁干扰限定在较小的范围之内,使得其干扰影响减弱到最小。而针对RS-485总线的负载问题,一般RS-485信号在传输一定距离以及经过一定数量的负载之后,其485+-之间的电压差会相应的变小,如果传输距离足够远或者负载数量足够多,会导致485+-之间的电压减小至200mV以下,那样就会导致RS-485设备上的驱动器不能检测到电压,也就是说不能接收到正确的485信号数据,从而导致数据通信失败,而N-109则是放置在485信号渐弱但是还能检测出485信号的地方,接收到485信号之后,将其整形还原放大,重新发送出去,这样就可以有效的增加RS-485总线的负载能力,解决PLC的负载能力问题。

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