基于RS-485总线的分布式故障诊断系统

　　1 rs-485总线概述

　　在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。在rs-422标准的基础上，eia研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的rs-485总线标准。

　　rs-485收发器采用平衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将ttl电平信号转换成差分信号输出;在接收端，接收器将差分信号转换成ttl电平，因此具有抑制共模干扰的能力，加上接收器具有高的灵敏度，能检测低达200mv的电压，使传输信号能在千米以外得到恢复。根据rs-485标准，rs-485 收发器的最大传输速率为10mbps，最大电缆长度为4000英尺，总线上能连接32个收发器(sipex公司的sp485r允许在一条总线上连接400 个收发器)，广泛适用于远距离、多站式、分时通讯系统。在要求通信距离为几十米到上千米时，由于rs-485总线仅需用一对双绞线即可实现多站联网构成分布式系统，且设备简单、价格低廉，使得eia rs-485成为工业应用中数据传输的首选标准。

　　当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线can、profibus、interbus-s、cc-link以及arcnet的物理层都是基于rs- 485标准的。

　　2 系统方案

　　本系统应用于某汽车喷涂生产线，生产线控制系统按照工艺分布划分为5个区，分别由5台三菱q系列plc控制，plc间以三菱melsecnet/h数据链路联网。在整个车间内5个控制区内，分别又被细分为数个子区域，累计共有73个子区，每1个子区设1个操作站。操作站的主要功能是对本子区内的设备运行状况进行监测，当有故障发生时，应有详细的故障诊断信息。方案要求简示如图1。

　　图1 系统方案简示

　　通过对方案要求的仔细分析，综合比较计算机终端和工业触摸屏等常用的操作界面设备，最终决定采用一种带rs485通讯功能的汉字显示设备dp210，这种显示设备带有专有通讯协议，外部指令可与其进行通讯读取或改变其内部寄存器的值，从而改变显示屏上与该寄存器链接的文字内容。这样硬件方案基本确定，每台 plc端增加串口通讯模块qj71c24来进行rs485串行通讯，每个操作站配备一台上述汉显示设备，用以动态显示设备状态信息。

　　2.1 dp210简介

　　dp210是一种适用于简单用户界面的终端操作设备，内部带有128个字寄存器，它可以显示中英文字符或数字，并有简单图形显示功能。

　　dp210内置有rs422通讯功能，可作为从站以专有通讯协议与外部智能设备进行通讯，在通讯过程中，外部设备通过专门指令可改变其内部任意字寄存器的值，从而改变屏上的显示内容，实时显示现场设备信息。