數(shù)控機(jī)床RS422通信口及與RS232C的連接
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1 引言
數(shù)控機(jī)床正越來(lái)越得到廣泛使用。為了使用方便和擴(kuò)展系統(tǒng)功能，數(shù)控系統(tǒng)一般都配有與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?strong>RS232C標(biāo)準(zhǔn)串行通信口。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的電壓標(biāo)準(zhǔn)及范圍，即+15～+3V為正范圍，+3～-3V為轉(zhuǎn)換電平，-3～-15V為負(fù)范圍，以確保正確地發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)和執(zhí)行設(shè)備控制。由于信號(hào)幅值跳變太大，又在短短的微秒級(jí)內(nèi)，不斷產(chǎn)生峰對(duì)峰值為20～30V的跳變，在通信中形成高頻竄擾的干擾源，傳輸距離越長(zhǎng)，對(duì)此干涉越敏感，速率越高，干擾影響也越大。因此RS232C規(guī)定通信電纜長(zhǎng)度限定在15m以?xún)?nèi)，串行數(shù)據(jù)傳輸率為0～20000位/s。這顯然不能滿(mǎn)足某些特殊用戶(hù)的使用要求，尤其在電網(wǎng)環(huán)境干擾源較多時(shí)，即使通信距離較短，傳送的數(shù)據(jù)也可能丟碼或改碼，給機(jī)床加工帶來(lái)不良影響。為了克服這一問(wèn)題，目前，一些先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)均配有抗干擾較強(qiáng)的RS422串行通信口。
2 RS422的特點(diǎn)
RS422與RS232C都是串行通信口，其主要差別是信號(hào)在導(dǎo)線(xiàn)上傳輸?shù)姆椒ú煌?，RS232是用傳輸信號(hào)線(xiàn)與公共地線(xiàn)之間的電壓差；RS422是利用信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)之間平衡信號(hào)的電壓差，采用差動(dòng)式工作的驅(qū)動(dòng)器(G)與接收器(R)，用對(duì)稱(chēng)的兩根電纜A、B連接，如圖1所示。
 圖1 |
RS422傳送數(shù)據(jù)使用一對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)線(xiàn)，一對(duì)接收數(shù)據(jù)線(xiàn)，其性能的提高是基于以下兩方面的改進(jìn)；
- 將信號(hào)傳輸?shù)姆禂[動(dòng)(峰對(duì)峰值)從RS232的20～30V降低為12V。
- 為發(fā)送回路及接受回路分別提供了獨(dú)立的地線(xiàn)而不再共用一條公共地線(xiàn)。
這兩項(xiàng)措施有力地減少了線(xiàn)間干擾，差動(dòng)式工作方式大大提高了對(duì)周?chē)h(huán)境的抗干擾能力，從而大大提高了數(shù)據(jù)的傳播速度及擴(kuò)大了傳輸距離。其傳輸速率可達(dá)90000位/s，傳輸距離可在1000多米的雙絞線(xiàn)上進(jìn)行可靠通信。RS422正越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制中。
3 實(shí)現(xiàn)方法
由于用戶(hù)的迫切要求，1994年我們通過(guò)分析，在XK5032數(shù)控銑床上，成功地為用戶(hù)解決了RS422對(duì)RS232的通信，為用戶(hù)解決了設(shè)備間干擾的問(wèn)題。
下面以AB8400數(shù)控系統(tǒng)為例，闡述CNC系統(tǒng)RS422口與外設(shè)串行口實(shí)現(xiàn)通信的具體方法：
- 在系統(tǒng)中選擇RS422口為通信口，設(shè)定全部相關(guān)參數(shù)，如傳遞波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位等。
- 在外設(shè)口設(shè)置相同參數(shù)。
- 由于通過(guò)RS422對(duì)RS232C的通信，因此，數(shù)據(jù)信號(hào)必需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換。我們采用了一種成熟的轉(zhuǎn)換口，將信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
- 連接：數(shù)控系統(tǒng)P8口的一對(duì)數(shù)據(jù)傳送線(xiàn)與轉(zhuǎn)換口的一對(duì)接收線(xiàn)相連，P8口的一對(duì)數(shù)據(jù)接收線(xiàn)與轉(zhuǎn)換器的一對(duì)傳送線(xiàn)相連，如圖2所示。
 圖2 |
經(jīng)過(guò)上述處理后，數(shù)控機(jī)床就可通過(guò)RS422實(shí)現(xiàn)與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳遞。
4 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床使用RS422串行通信口，可大大提高抗干擾能力，提高傳送速率，擴(kuò)大傳送距離，降低傳送的誤碼率，大大提高了機(jī)床加工可靠性。經(jīng)實(shí)踐證明，效果很好。而且具備RS422的其它系統(tǒng)，如FANUC、MAHO等系統(tǒng)均可使用，遇有RS232口損壞，改RS422不用維修也可使用，具有推廣價(jià)值。
評(píng)論