控制系統(tǒng)中常用的串行通信一般采用RS-232C串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-232C是電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)推薦的一種普及型異步通信總線標(biāo)準(zhǔn),目前已廣泛應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中外圍設(shè)備與主機(jī)的連接中。
但是RS-232C應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)存在如下問題:
(1) 傳送距離過近:由于受負(fù)載電容容許值的限制,其傳送距離一般不得超過15M;
(2) 電平偏移:由于信號(hào)地公用且通信雙方的信號(hào)地需連結(jié)在一起,RS-232C應(yīng)用于長距離通信時(shí)信號(hào)地線上會(huì)存在較大的電流,使得電平發(fā)生偏移,容易造成傳輸錯(cuò)誤;
(3) 潛在的接地問題:RS-232C總線有一個(gè)信號(hào)地和一個(gè)屏蔽保護(hù)地,通信中,雙方的信號(hào)地需連在一起,但是屏蔽保護(hù)地卻不一定允許接在一起,同時(shí)DTE的信號(hào)地與屏蔽保護(hù)地之間又不一定絕緣,這就存在一個(gè)潛在的接地問題,使得系統(tǒng)的抗干擾能力較差。
為了擴(kuò)大串行通信的有效傳輸距離,提高通信傳輸速率,增強(qiáng)抗干擾能力,EIA制定了RS-422/485串行總線通信標(biāo)準(zhǔn),也叫雙端接口電氣標(biāo)準(zhǔn)或平衡傳輸電氣標(biāo)準(zhǔn)。RS-422/485與RS-232C的關(guān)鍵不同之處在于將單端輸入改為雙端差分輸入,信號(hào)地不再共用,通信雙方的信號(hào)地不再連在一起。
RS-422/485的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1) 采用雙端差分輸入,總線的抗干擾能力強(qiáng);
(2) 互連雙方的信號(hào)地分立,兩條信號(hào)線形成回路,避免了電平偏移,同時(shí)也避免了RS-232C中的潛在接地問題;
(3) 輸出端采用雙端平衡驅(qū)動(dòng),其信號(hào)放大倍數(shù)高,信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)。RS-422支持全雙工串行通信,RS-485支持半雙工串行通信。
在本文涉及的DNC(Direct Numerical Control or Distributed Numerical Control)信息系統(tǒng)中,由于每個(gè)生產(chǎn)單元的數(shù)控機(jī)床數(shù)目都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計(jì)算機(jī)所配置的串口數(shù)(一般為兩個(gè)),因此在本系統(tǒng)采用了臺(tái)灣MOXA公司生產(chǎn)的C320Turbo/PCI型多串口卡/板,以達(dá)到擴(kuò)展串口的目的。同時(shí)為了擴(kuò)大通信的有效傳輸距離,本系統(tǒng)采用了RS-232長距光隔轉(zhuǎn)發(fā)器(串口長線收發(fā)器FC232)。
在此基礎(chǔ)上,本文提出了一種滿足企業(yè)生產(chǎn)需求的數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并對該結(jié)構(gòu)中的DNC數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
1、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
有兩點(diǎn)需要注意的是,(1)當(dāng)所要控制和通信的數(shù)控機(jī)床數(shù)超過DNC主機(jī)自配置的串口時(shí),將會(huì)帶來一定的不便。本系統(tǒng)采用MOXA Intellio C320Turbo/PCI多串口卡(C32010T/PCI)和多串口擴(kuò)展板(C32047T)來實(shí)現(xiàn)串口擴(kuò)展的問題;(2)當(dāng)DNC主機(jī)與數(shù)控機(jī)床通訊距離較遠(yuǎn)時(shí)(超過15m),使用標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C電纜就不能進(jìn)行有效的通訊了。另外,通訊雙方設(shè)備使用電纜直通連接,在兩端設(shè)備不共地或引入處有電源干擾時(shí),往往會(huì)毀壞設(shè)備接口。本系統(tǒng)采用RS-232長距光隔轉(zhuǎn)發(fā)器(串口長線收發(fā)器FC232,成對使用)來解決10Km以內(nèi)距離的RS-232設(shè)備間通訊時(shí)的延長距離和保護(hù)接口問題,其中FC232可以直接插在C32047T上,圖中的線起的是示意作用。由于FC232可直接插于RS-232接口上,不需外接電源,兼容RS-232接口軟件編程標(biāo)準(zhǔn),這也給工程人員施工帶來方便。
2、系統(tǒng)串行通信的實(shí)現(xiàn)
(1) NC程序控制工作流程