西门子S7-200/300 PLC的远距离隔离通信方案

由西门子S7-200PLC组成的RS485通信网络其最大通信距离为500米,可挂接32个节点,距离超过500米时需在RS485总线上加装RS485中继器,为方便接线,每个PLC的通信端口需安装总线连接器,网络的两端需配接终端电阻。这是一种常规的通信方案,有以下几个缺点:

1、当距离超过500米时,需增加RS485中继器来延长通信距离,而中继器需要供电,这对于有些无供电条件的场合,如野外、油田、海底等将带来很大麻烦。

2、整个通信网络是非隔离的,抗干扰能力较差,特别是当网络上连接有变频器通信时容易造成误码和死机。

3、由于通信网络是非隔离的,当有雷电或其它较强的瞬变电压干扰作用于网络上时势必造成网络上的全部PLC损坏,带来重大的损失!

采用德阳四星电子研制PFB-G总线隔离器或CAN-485G远程驱动器可以很好的解决以上问题:

一、采用PFB-G隔离器达到2公里通信距离:

通过在每台PLC的通信口安装PFB-G总线隔离器,如下图所示,无中继器时可实现最大通信距离为2公里(9600bps时),最多站点数量为160个,如距离超过2公里可在网络中加装RS485中继器(型号:E485GP),PFB-G的最高通信速率为12Mbps,可用于PROFIBUS网络、PPI网络、MPI网络和自由口通信网络等一切RS485网络,特别适用于干扰较大的恶劣环境,由于光电隔离解决了各个节点由于地电位差带来的经常损坏通信口的问题,并使通信中的干扰减小到最小,特别是当网络中有变频器通信时效果更为明显。

如总线上需挂接变频器通信,为便于安装和接线,可将PFB-G换成BH-485G隔离器,将变频器的RS485口经BH-485G隔离后再和总线相连,这种方案可以很好的解决PLC与变频器通信时的干扰和死机问题!

二、采用CAN-485G远程驱动器达到5公里通信距离:

通过在每台PLC的通信口安装CAN-485G远程驱动器,如下图所示,无中继器时可实现最大通信距离为5公里(9600bps时),这可能是目前无中继器时铜线传输的最大距离,CAN-485G是隔离的透明传输驱动器,该产品并未使用CAN协议而采用了透明传输方式,因此使用CAN-485G后并不需对原有软件作任何修改!CAN信号与RS485信号相比有诸多优点,读者可参看网站的相关文章。

说明:

通信线的截面积比RS485通信线大,应选1mm2的双绞线,由于CAN-485G和CAN-232G(接电脑的RS232口)设计有二对总线端子,按图所示接线也就不存在分支线问题了。

CAN-485G和CAN-232G内部已设计有终端电阻,需将总线的始端和末端上的终端电阻设置开关K拨到“R”(接入120欧终端电阻),而其它站点应拨到“OFF”(不接终端电阻)。

如总线上需挂接变频器通信,请将变频器的RS485口经CAN-485G隔离后再和总线相连,这种方案可以很好的解决PLC与变频器通信时的干扰和死机问题!

CAN-232G和CAN-485G均需5VDC工作电源,对于CAN-232G的工作电源可取自电脑的USB口或用5VDC稳压,而CAN-485G的工作电源须单独由5VDC稳压电源供给,因为西门子S7-200PLC通信口上6、5脚输出的5VDC电源因串联了100欧的限流电阻而无法作为电源使用。

以上方案已在实际工程中证明非常稳定可靠,实际上对于其它任何使用RS485通信的设备都适合该方案,即使是近距离通信,虽然不需隔离驱动也能完成,但经过隔离后的网络是非常稳定可靠、安全的,设备的故障将会大大降低,如此较小的投入必将获得很大的收益。

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