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西门子PLC模块 , CPU模块 , DP通讯电缆 , 6GK交换机
西门子6ES7222-1HF22-0XA8型号规格

     由于商用以太网是以办公自动化为目标设计的,并不完全符合工业环境和标准的要求,将传统的以太网用于工业领域还存在着明显的4个区别。
  1.通信的非确定性
  工业控制网络不同于普通数据网络的*大特点在于它必须满足控制作用对实时性的要求,即信号传输要足够快和满足信号的确定性。实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新。由于以太网采用CSMA/CD方式,网络负荷较大时,网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求,故传统以太网技术难以满足控制系统要求准确定时通信的实时性要求,一直被视为“非确定性”的网络。
  2.通信非实时性
  在工业控制系统中,实时可定义为系统对某事件的反应时间的可测性。也就是说,在一个事件发生后,系统必须在一个可以准确预见的时间范围内做出反映。然而,工业上对数据的传递的实时性要求十分严格,往往数据的更新是在数十ms内完成的。而同样由于以太网存在的CSMA/CD机制,当发生冲突的时候,就得重发数据,*多可以尝试16次之多。很明显这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。而且一但出现掉线,那怕是仅仅几秒种的时间,就有可能造成整个生产的停止甚至是设备,人身安全事故。
  3.商用以太网不具备高稳定性与可靠性
  传统的以太网在设计之初并不是为工业应用而设计的,没有考虑工业现场环境的恶劣的工况,严重的线间干扰以及机械、气候、尘埃等条件的恶劣,而且以太网的抗干扰(EMI)性能非常差,应用于危险场合时,不具备本质安全性能。因此对设备的工业可靠性提出了更高的要求。同时在生产环境中工业网络必须具备较好的可靠性,可恢复性,以及可维护性。即保证一个网络系统中任何组件发生故障时,不会导致应用程序,操作系统,甚至网络系统的崩溃和瘫痪。


  3.安全性问题
  在工业生产过程中,很多现场不可避免地存在易燃、易爆或有毒气体等,对应用于这些工业现场的智能装置以及通信设备,都必须采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的安全生产。在目前技术条件下,对以太网系统采用隔爆、防爆的措施比较可行,即通过对Ethernet现场设备采取增安、气密、浇封等隔爆措施,使现场设备本身的故障产生的点火能量不外泄,以保证系统运行的安全性。对于没有严格的本安要求的非危险场合,则可以不考虑复杂的防爆措施。
  工业系统的网络安全是工业以太网应用必须考虑的另一个安全性问题。工业以太网可以将企业传统的三层网络系统,即信息管理层、过程监控层、现场设备层,合成一体,使数据的传输速率更快、实时性更高,并可与Internet无缝集成,实现数据的共享,提高工厂的运作效率。(https://www.dgdqw.com/版权所有)但同时也引人了一系列的网络安全向题,工业网络可能会受到包括病毒感染、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。
  4.总线供电问题
  总线供电(或称总线馈电)是指连接到现场设备的线缆不仅传输数据信号,还能给现场设备提供工作电源。以太网从设计之初就没有考虑到这一问题,而工业现场存在着大量的总线供电需求。
  正因为有以上诸多问题,普通的商用以太网是不能够直接用于工业现场的控制的。为了解决这些问题工业以太网便应运而生。

RS485总线标准是工业中(考勤,监控,数据采集系统)使用非常广泛的双向、平衡传输标准接口,支持多点连接,允许创建多达32个节点的网络;*大传输距离1200m,支持1200 m时为100kb/s的高速度传输,抗干扰能力很强,布线仅有两根线很简单。
RS485通信网络接口是一种总线式的结构,上位机(以个人电脑为例)和下位机(以plchttps://www.dgdqw.com/为例)都挂在通信总线上,RS485物理层的通信协议由RS485标准和PLC的多机通讯方式。由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的,所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式,二线制可实现真正的多点双向通信。
下面介绍以下rs485通讯接口定义的标准
1.英式标识为 TDA(-) 、TDB(+) 、RDA(-) 、RDB(+) 、GND
2.美式标识为 Y 、Z 、 A 、 B 、 GND
3.中式标识为 TXD(+)/A 、TXD(-)/B 、RXD(-) 、RXD(+)、GND
rs485两线一般定义为:
"A, B"或"Date+,Date-"
即常说的:”485+,485-”
rs485四线一般定义为:
"Y,Z,A, B,"
一般rs485协议的接头没有固定的标准,可能根据厂家的不同引脚顺序和管脚功能可能不尽相同,但是官方一般都会提供产品说明书,用户可以查阅相关rs485管脚图定义或者引脚图

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<rs232转rs485电路图>

上图中rs232转rs485电路中hin232(max232可以起到同样的作用但是要贵一点) 起到转换pc端rs232接口电平的作用,然后把信号由max485这个芯片转换成485电平由AB两根线输出,如果接上双绞线信号rs485总线接口的信号的通信距离至少是1千米远。

      工业以太网交换机是组网中的重要设备,如果其出现问题将会影响到整个网络体系,局域网中的计算机往往都是连接到交换机设备上,并通过该设备进行相互交换、处理数据的,可以这样说,交换机工作状态的好坏会对局域网网络的整体运行性能产生直接的影响。
       然而,在实际管理网络的过程中,一些细节因素往往并不是我们所能控制的,由一些不起眼的因素引起的网络故障,排查起来也是要费一番功夫的,今天主要分析常见的交换机故障现象的排除方法。
  1.排除法
  当我们面对故障现象并分析问题时,无意中就已经学会使用排除法来确定发生故障的方向了。这种方法是指依据所观察到的故障现象,尽可能全面地列举出所有可能发生的故障,然后逐个分析、排除。在排除时要遵循由简到繁的原则,提高效率。使用这种方法可以应付各种各样的故障,但维护人员需要有较强的逻辑思维,对交换机知识有全面深入的了解。
  2.对比法
  所谓对比法,就是利用现有的、相同型号的且能够正常运行的以太网交换机作为参考对象,和故障交换机之间进行对比,从而找出故障点。这种方法简单有效,尤其是系统配置上的故障,只要简单地对比一下就能找出配置的不同点,但是有时要找一台型号相同、配置相同的交换机也不是一件容易的事。
  3.替换法
  替换法是指使用正常的以太网交换机部件来替换可能有故障的部件,从而找出故障点的方法。它主要用于硬件故障的诊断,但需要注意的是,替换的部件必须是相同品牌、相同型号的同类交换机才行。
  当然为了使排障工作有章可循,可以在故障分析时,应按照以下的原则来分析。
   ①.由外而内
  如果交换机存在故障,我们可以先从外部的各种指示灯上辨别,然后根据故障指示,再来检查内部的相应部件是否存在问题。无论能否从外面的出故障所在,都必须登录交换机以确定具体的故障所在,并进行相应的排障措施。
  ②.由软到硬
  发生故障,谁都不想动不动就那螺丝刀去先拆了交换机再说,所以在检查时,总是先从系统配置或系统软件上着手进行排查。如果软件上不能解决问题,那就是硬件有问题了。比如某端口不好用,那我们可以先检查用户所连接的端口是否不在相应的VLAN中,或者该端口是否被其他的管理员关闭,或者配置上的其他原因。如果排除了系统和配置上的各种可能,那就可以怀疑到真正的问题所在——硬件故障。
  ③.先易后难
  在遇到故障分析较复杂时,必须先从简单操作或配置来着手排除。这样可以加快故障排除的速度,提高效率。


发布时间:2023-10-26
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