1 引言
在自動化控製領域，隨著分布式控製係統的發展，在工業(ye) 上的分布式控製係統中，經常需要采用串行通信來達到遠程信息交換的目的。目前，用於(yu) 串行通信的接口標準包括:rs-232、rs-422、rs-423和rs-485。rs-232是最早的串行接口標準，廣泛應用在短距離、較低波特率串行通信中。其後發展起來的rs-422、rs-485是平衡傳(chuan) 送的電氣標準，比起rs-232非平衡的傳(chuan) 送方式在電氣指標上有了大幅度的提高。rs-485串行接口的電氣標準實際上是rs-422的變型，它屬於(yu) 七層osi（open system interconnection，開放係統互連）模型物理層的協議標準。由於(yu) 性能優(you) 異、結構簡單、組網容易，rs-485總線標準得到了越來越廣泛的應用。其互連方式如圖1所示:


下麵以經緯紡織機械股份有限公司榆次分公司開發的f1605型轉杯紡紗機為(wei) 例進行介紹。
2 rs-485總線型多站點硬件設計
f1605型轉杯紡紗機分為(wei) 車頭、中段和車尾組成，中段又由若幹節組成。而中段的每錠又要求單獨控製，例如:每錠要求實現半自動接頭、探紗、單錠計長、電子清紗等。根據此機器的特點采用分布式控製係統，傳(chuan) 送數據采用主從(cong) 站的方法。圖2所示是用rs-485構成的總線型網絡係統，采用主從(cong) 方式進行多機通信。主機采用人機界麵。每個(ge) 從(cong) 機擁有自己固定的地址，由主機控製完成網上的每一次通信。當主機向網上發出某一從(cong) 機的地址時，所有從(cong) 機接收到該地址並與(yu) 自己的地址相比較。如果相符，說明主機在呼叫自己，應發回應答信號，表示準備好開始接收後麵的命令和數據;否則不予理睬，繼續監聽呼叫地址。主機收到從(cong) 機的應答後，則開始一次通信。通信完畢，從(cong) 機繼續處於(yu) 監聽狀態，等待呼叫。實際使用時，因線纜長度、線徑、網絡分布、傳(chuan) 輸速率不同，通訊可靠性會(hui) 受到影響。網絡節點數與(yu) 所選器件中rs-485芯片驅動能力和接收器的輸入阻抗有關(guan) 。考慮到此控製係統中網絡節點數較多，整個(ge) 網絡超過50個(ge) 節點，為(wei) 保證通訊的可靠性和提高通訊效率按照個(ge) 器件在係統中實現的不同功能、數據流量、實時性要求把各器件分布到兩(liang) 條總線上，而且所選器件中的rs-485芯片驅動能力均達到255點，通訊速率選9.6bps，離主站最遠的節點不超過50m。


3 網絡協議
為(wei) 了能使具體(ti) 的命令、數據在網絡上正確地傳(chuan) 輸，在數據鏈路層必須提供一定的網絡協議，保證在物理層的比特流出現錯誤時進行檢測和校正，同時實現生成數據幀和命令幀的功能。然而，為(wei) 保證數據傳(chuan) 輸質量，對每個(ge) 字節進行校驗的同時，應盡量減少特征字和校驗字，而常用的數據包格式由引導碼、長度碼、地址碼、命令碼、數據、校驗碼、尾碼組成，每個(ge) 數據包長度達20～30字節，在rs-485係統中這顯得又有些繁雜。由於(yu) modbus協議是公開的通訊協議，而且被很多的工控產(chan) 品生產(chan) 廠家支持，該協議已廣泛應用於(yu) 水利、水文、電力等行業(ye) 設備及係統的國際標準中，因此，本係統采用modbus協議作為(wei) 此控製係統的網絡協議。
在此控製中由於(yu) 對plc和變頻器的通訊數據量小而且實時性要求不高，因此采用modbus ascii方式，而對單片機的數據通訊量較大且實時性要求高,因此采用modbus rtu方式。
4 結束語
本文著重討論了用rs-485構成網絡係統的基本組網方法。由於(yu) rs-485具有性能優(you) 異、組網簡單的優(you) 點，它在集中控製係統、分布式控製係統中的應用相當廣泛。由於(yu) 其硬件電路已比較成熟，設計中的問題主要集中在網絡協議和服務軟件的設計上。網絡協議是保證通信暢通的關(guan) 鍵，在一定程度上也影響著網絡通信的可靠性，即它必須能夠抵抗實際運作環境的幹擾。另外通信隻是整個(ge) 係統中的一個(ge) 部分，係統還必須完成諸如數據采集和控製的功能，服務軟件要使主機和各從(cong) 機協調一致地工作，盡量減小通信對其他工作的影響。這就要求通信占用盡量少的時間，以求達到整個(ge) 係統的高效率。在通信數據量一定的情況下，采用較高的波特率雖然比較好，但高的波特率必定要降低傳(chuan) 輸距離，在實際應用中必須仔細衡量。
參考文獻
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