西门子模块6ES7515-2AN03-0AB0型号规格

西门子模块6ES7515-2AN03-0AB0型号规格

本文介绍了以波仕转换器为代表的几种RS-485多机通信的组网方式：总线式、菊花链式、星形、单环冗余型。用户可以根据现场的串口设备的位置分布或者可靠性要求来选择。通信软件都是一样的，与普通的RS-485总线多机通信一样。
波仕RS-232/RS-485/RS-422转换器都可将RS-232通信距离延长至1.2Km以上（9600bps时）。都可以用于PC机之间、PC机与单片机之间构成远程多机通信网络。
波仕的485TC和485TA转换器外形都为DB-9/DB-9转接盒大小，其中DB-9（孔座）一端直接插在9芯RS-232插座（针座）上。PC机RS-232串行口的DB-9芯连接器引脚分配如下：2-RXD(收),3-TXD(发),5–GND(地)。 产品均*任何初始化设置！只用到RXD（收）、TXD（发）、GND（地）信号，加上*有的内部零延时自动收发转换技术，确保适合所有软件！
RS-485为半双工通信方式。RS-422为全双工方式。485TC为全双工半双工通用型（图1）。485TA为半双工型（图2）。均内置600W抗雷击浪涌保护器。

一、典型的RS-485总线式通信方式
较典型的RS-485多机通信就是总线式的通信（图3）：所有RS-485节点全部挂在一对RS-485总线上。实际上还有一根GND地线。注意RS-485总线不能够开叉、但是可以转弯。

RS-422是全双工通信方式，也就是说发送（Y、Z）与接收（A、B）是分开的，所以能够同时收发。RS-422有时也称为“全双工的RS-485”，或者“RS-485的全双工方式”。总线式的全双工多机通信图如图4。注意不是所有的RS-422都支持全双工多机通信的。波仕的485C系列转换器是少有的能够支持全双工多机通信的、而且全双工半双工通用的转换器。

二、菊花链式的多机通信方式
这种菊花链式的多机通信方式（图5）比较少见，但是却有其*特的优势、也有其缺点。每个节点必须是全双工的，每个节点只能够接收上一个节点发送的数据、只能够向下一个节点发送数据。如果要跨过一个节点传输数据，必须通过下一个节点转发。如果有2个节点同时发送，菊花链式的网络并不会锁死。这一点优于总线式的网络。

三、星形RS-485多机通信方式
要实现RS-485的星形组网（如图6），必须采用RS-485的集线器（HUB）。波仕的RS-485光隔1拖4口HUB（型号HUB4485G）用于组成RS-485星形网。HUB4485G还实现RS-485的上、下位机之间的光电隔离。
HUB4485G有1个上位机RS-485口和4个下位机RS-485口。 HUB4485G的下位机侧的4个RS-485口可以分别接4路RS-485总线。
当4路下位机RS-485总线中有一个、二个甚至三个RS-485短路或者烧坏时，HUB4485G的上位机RS-485仍然可以与剩余的正常的RS-485总线通信。使用HUB4485G组网后，保证某一路或多路RS-485总线损坏后不影响其它总线的正常通信！

波仕还有1拖8路的RS-485集线器（HUB8485G）。HUB8485G的上位机可以是RS-485，也可以是RS-232，所以HUB8485G可以直接从PC机的RS-232口分出8路RS-485。

四、单环自愈RS-485多机通信方式
单环自愈的RS-485组网方式是由波仕电子在世界上**提出。单环自愈的RS-485网大大增加了RS-485总线的通信可靠性。解决了RS-485总线断线、接线接头不牢等导致RS-485通信中断的问题。
波仕的485D是一种具有单环自愈功能的1路RS-232到2路RS-485的转换器。RS-485总线可以是直线或者曲线，但是不能绕成为环形。有了波仕485D转换器将1路RS-232转换成为2路RS-485的转换功能后，RS-485的2路输出开叉成了2路并在远端闭合。这就是单环自愈的RS-485组网。如图7所示。图中虽然有两根RS-485信号线（红线A和兰线B），但是它们实际上都是一个环路的RS-485信号，所以称为单环。自愈的特性表现为：当RS-485信号线有断线时，比如图中的红线A和兰线B中有一根断开甚至两根都断开时，任何一个下位机的RS-485的信号A仍然可以从没有断开部分的红线连接到485D的A1或者A2、任何一个下位机的RS-485的信号B仍然可以从没有断开部分的兰线连接到485D的B1或者B2。波仕的另外一款产品BM2485A也具有单环自愈的RS-485组网功能。

1并行通信与串行通信
终端与其他设备（如其他终端、计算机和外部设备）通过进行通信。可以通过两种方式进行，即并行通信和串行通信。
1.1并行通信
在计算机和终端之间的通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传送，这种传输被称为并行通信，如图４－１所示。
并行数据传送的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、速率高，多用在实时、快速的场合。
并行传送的数据宽度可以是1位～128位，甚至更宽，但是有多少数据位就需要多少根数据线，因此传送的成本高。在集成电路芯片的内部，同一插件板上各部件之间，同一机箱内各插件板之间的数据传送都是并行的。
并行数据传送只适用于近距离的通信，通常小于30CM。
1.2串行通信
串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上，以每次一个二进制的0、1为较小单位逐位进行传输，如图４－２所示。
串行数据传送的特点是：数据传送按位顺序进行，较少只需要一根传输线即可完成，节省传输线。与并行通信相比，串行通信还有较为显著的优点，传输距离长，可以从几米到几千米。在长距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快，串行通信的通信时钟频率容易提高，串行通信的抗干扰能力十分强，其信号间的互相干扰完全可以忽略。但是串行通信传送速率比并行通信慢得多，并行通信时间为T，则串行时间为NT。
正是由于串行通信的接线少、，因此它在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用，产品也多种多样。RS-232的通信距离一般为15米，波仕电子的RS-232可以达到500米（产品型号EX232）以上。RS-485的通信距离一般为1200米，波仕电子可以做到1800米（产品型号：485C、485A)甚至4800米（产品型号：G485EX）。

2.串行通信工作模式
通过单线传输信息是串行数据通信的基础。数据通常是在两个站（点对点）之间进行传送，按照数据流的方向可分成3种传送模式：单工、半双工、全双工。
2.1单工形式：
早期的电流五单工形式的数据传送是单向的。通信双方中，一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传送，使用一根传输线，如图４－３所示。
单工形式一般用在只向一个方向传送数据的场合。如计算机与打印机之间的通信是单工形式，因为只有计算机向打印机传送数据，而没有相反的数据传送。还有在某些通信信道中，如单工无线发送等。

2.2半双工形式：RS-485
半双工通信使用同一根传输线，即可发送数据又可接收数据，但不能同时发送和接收。在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工形式即可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线，如图４－４所示。
半双工通信中每端需有一个收/发切换电子开关，通过切换来决定数据向哪个方向传输。因为有切换，所以会产生时间延迟，信息传输效率低些。但是对于像打印机这样单方向传输的外围设备，用半双工方式就能满足要求了，不必采用全双工方式，可省一根传输线。

2.3全双工形式：RS-232、RS-422
全双工数据通信分别由两根可以在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，如图４－５所示。
在全双工方式中，每一端都有发送器和，有两条传送线，可在交互式应用和远程监控系统中使用，信息传输效率较高。

3.异步传输与同步传输
串行传输中，数据是一位一位按照到达的顺序依次传输的，每位数据的发送和接收都需要时钟来控制。发送端通过发送时钟确定数据位的开始和结束，接收端需要在适当的时间间隔对数据流进行采样来正确的识别数据。接收端和发送端必须保持步调一致，否则就会出现差错。为了解决以上问题，串行传输可采用以下两种方法：异步传输和同步传输。

3.1异步传输
异步传输方式中，字符是单位。在通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步。异步通信方式的“异步”主要体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要求。异步传送中，字符可以是连续地、一个个地发送，也可以是不连续地，随机地进行单独发送。在一个字符格式的停止位之后，立即发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符的传输，这叫做连续的串行数据发送，即帧与帧之间是连续的。断续的串行数据传送是指在一帧结束之后维持数据线的“空闲”状态，新的起始位可在任何时刻开始。一旦传送开始，组成这个字符的各个数据位将被连续发送，并且每个数据位持续的时间是相等的。接收端根据这个特点与数据发送端保持同步，从而正确地恢复数据。收/发双方则以预告约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。

3.2同步传输
在同步传输方式中，比特块以稳定的比特流的形式传输，数据被封装成更大的传输单位，称为帧。每个帧中含有多个字符代码，而且字符代码与字符代码之间没有间隙以及起始位和停止位。和异步传输相比，单位的加长容易引起时钟漂移。为了保接收端能够正确地区分数据流中的每个数据位，收发双主必须通过某种方法建立起同步的时钟。可以在发送器和之间提供一条独立的时钟线路，由线路的一端（发送器或者）定期地在每个比特时间中向线路发送一个短脉冲信号，另一端则将这些有规律的脉冲作为时钟。这种技术在短距离传输时表现良好，但在长距离传输中，定时脉冲可能会和信息信号一样受到破坏，从而出现定时误差。另一种方法是通过采用嵌有时钟信息的数据编码位向接收端提供同步信息。

3.3握手信号
握手信号实际上是控制信号，用来控制数据的传送。通过握手信号，发送方可以通知接收方是否有数据要发送。接收方通过握手信号通知发送方它是否已经准备好了接收信号。握手信号遵循某种协议。

当发送方和接收方处理数据的不一样时，可能会造成数据丢失。在传输中，如果发送方的发送速度大于接收方的接收速度，同时接收方处理数据的速度不够快的话，那么接收端的缓冲区必定在一定时间后溢出，从而造成以后发送过来的数据不能进入缓冲区而丢失。发送方何时可以继续发送数据，何时必须暂停发送，从而让接收方有时间处理数据，称为流量控制，必须靠握手信号来解决这个问题。例如，打印机和计算机进行通信时，一些打印机打印速度可能跟不上计算机发送数据的速度，就必须要通过握手信号通知计算机暂停发送数据。

3.4硬件握手
在硬件握手中，发送方通过将某一个导线拉到高电平或者低电平。来表示发送方可以发送数据。接收方已经准备好接收数据之后，也把某一个导线拉到高电平或者是低电平，来通知发送方，发送方一直在检测这个信号。接收方可以在任何时候把这个信号变为无效，甚至是在接受一个数据块过程中。当发送方检测到这个信号变为无效之后，就必须停止本次发送，直到这个信号变为有效。

软件在软件握手中，以数据线上的数据信号来代替实际的硬件电路。这种方法用在直接连接或者通过调制解调器连接的两台计算机之间进行双向通信的场合。

对于软件握手现在已经建立了一些标准协议，其中较常用的是通信协议。通信协议是指通信双方的一种约定，包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定，通信双方必须共同遵守，也叫做通信控制规程或称传输控制规程，它属于OSI七层参考模型中的数据链路层。

4.波仕电子的零延时自动收发转换技术
波仕电子的RS-232/RS-485转换器使用了*特的零延时自动收发转换技术。RS-485为半双工通信，收与发不能同时进行，需要进行收与发的切换。一般这需要使用RS-232的一根握手信号线并在软件上进行控制。波仕电子的RS-232/RS-485转换器则省去了这根握手信号线，直接从RS-485信号中用硬件方法提取这个控制信号，并且具备零延时的性能。零延时指收发切换过程转变时间为0，在使用时与RS-232通信一样。