RS422通信在DNC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)從單機(jī)自動(dòng)化發(fā)展到分布式DNC控制系統(tǒng)，在技術(shù)上首先要解決的是數(shù)控機(jī)床計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）的信息交換和互聯(lián)問題，這是實(shí)現(xiàn)DNC控制的核心問題。筆者開發(fā)了一塊PC機(jī)用RS422通信板，并且自行定義了一套可靠而行之有效的通信協(xié)議。

1 DNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本DNC控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用兩級(jí)主從總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通信網(wǎng)絡(luò)采用三層結(jié)構(gòu)：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。

1） 物理層 采用平衡型標(biāo)準(zhǔn)RS422接口，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在新的平衡型?biāo)準(zhǔn)RS422中（見圖），發(fā)送器與接收器均以差分方式工作，每個(gè)信號(hào)用兩根導(dǎo)線傳輸，整個(gè)接口無需共用信號(hào)線就可以正常工作。信號(hào)的電平由兩根導(dǎo)線上的信號(hào)的差值來表示，電壓范圍為-6～+6V，相對(duì)于其中的一根導(dǎo)線來說，差值為+4～+6V表示二進(jìn)制的“0”，差值為-4～-6V表示二進(jìn)制的“1”。對(duì)于新的平衡型標(biāo)準(zhǔn)RS422來說，當(dāng)傳輸距離達(dá)到1000m時(shí)，信號(hào)傳輸速率在100kb/s以下，在10m以內(nèi)的近距離傳輸中，速率可達(dá)10Mb/s。由于每個(gè)信號(hào)均用雙線傳輸，這種差分平衡結(jié)構(gòu)能從地線的干擾中分離出有效信號(hào)，差分接收器可區(qū)分0.20V以上的電位差，因此，可不受對(duì)地參考系統(tǒng)之地電位的波動(dòng)和共模電磁干擾的影響。

2） 鏈路層 本DNC系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用異步串行通信方式。系統(tǒng)約定：數(shù)據(jù)的傳輸采用正反碼校驗(yàn)：命令字和狀態(tài)字在發(fā)送時(shí)，必須先發(fā)送兩個(gè)BREAK，然后發(fā)送命令字或狀態(tài)字，再發(fā)送其反碼：文件傳輸時(shí)，32個(gè)字節(jié)（正反碼）組成一個(gè)信息包。

3） 應(yīng)用層 這一層是面向用戶的，主要為命令的輸入和傳輸結(jié)果的說明。其中命令的輸入包括上位機(jī)對(duì)下位機(jī)實(shí)時(shí)控制命令的輸入和文件傳輸命令的輸入。傳輸結(jié)果的說明有兩種：當(dāng)命令或文件正確傳輸時(shí)，在屏幕上顯示正確傳輸標(biāo)志：當(dāng)命令或文件錯(cuò)誤傳輸時(shí)，在屏幕上顯示錯(cuò)誤傳輸標(biāo)志。

2 本DNC控制系統(tǒng)通信規(guī)程的約定

為了使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同結(jié)點(diǎn)之間能夠正確進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信雙方就必須有一套彼此能夠相互了解和共同遵守的規(guī)則和約定，這些格式、約定及應(yīng)答關(guān)系概括起來就叫做通信規(guī)程。

本DNC控制系統(tǒng)為主從總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，上位機(jī)執(zhí)行著整個(gè)系統(tǒng)的組織和管理。因此系統(tǒng)的通信規(guī)程是不平衡型的：上位機(jī)發(fā)送命令、接收響應(yīng)并負(fù)責(zé)鏈路級(jí)的差錯(cuò)恢復(fù)：下位機(jī)發(fā)送響應(yīng)、接收命令。