西门子RS485通信口易损坏的原因分析.docx

西门子S7-200PLC 的RS485通信口易损坏的原因分析评职称，发论文।交给机电之家,3个月内完成！收藏此信息打印该信息添加：用户发布 来源：未知S7-200PLC 内部RS485接口电路图：电路图见附件图中R1、R2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止 RS485信号D+和D-短路时产生过电流烧坏芯片，Z1、Z2是钳制电压为6V,最大电流为10A的齐纳二极管，24V电源和5V电源共地未经隔离，当 D+或D-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和 Z1、Z2可将共模电压钳制在 d6.7V,从而保护RS485芯片SN75176 （ RS485芯片的允许共模输入电压范围为：-7V〜+12V）该保护电路能承受共模干扰电压功率为 60W,保护电路和芯片内部没有防静电措施西门子S丫-2OOPLC内部RS485接口电路ffl协议选择+5VRS485DBSMD+D-0¥GKDFG+24A班议选择*MPUTxD・收发 使能+- +24VL+ c M D 1、常发生的故障现象分析:当PLC的RS485 口经非隔离的 PC/PPI电缆与电脑连接、 PLC与PLC之间连接或 PLC与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生，较常见的损坏情况如下：1R1或R2被烧断，Z1、Z1和SN75176完好。

这是由于有较大的瞬态干扰电流经 R1或R2、桥式整流、Z1或Z1到地，Z1、Z2能承受最大10A电流的冲击，而该电流在 R1 或R2上产生的瞬态功率为：102X10=1000W ,当然会将其烧断•SN75176损坏，R1、R2和Z1、Z2完好这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于Z1、Z2的动作速度造成的，静电无处不在，仅人体模式也会产生 ±15kV的静电«1或Z2、SN75176损坏，R1和R2完好这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰 电压将Z1或Z2和SN75176击穿，由于电流较小和发生时间较短因而 R1、R2不至于发热烧断由以上分析得知 PLC接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过 电压和静电的原因很多也较复杂，如由于 PLC内部24V电源和5V电源共地，24V电源的输出端子L+、M为其它设备混合供电可能导致地电位变化，从而造成共模电压超出允许范 围所以EIA-485标准要求将各个 RS485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保 证各节点的地电位相等，消除地线环流！当带电插拔未隔离的连接电缆时， 由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、 电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。

连接在RS485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到 PLC，总线上连接的设备站点数越多，产生瞬态过电压的因素也越多当通信线路较长或有室外架空线时， 雷电必然会路上造成过电压， 其能量往往是巨大的，常有用户沮丧地说： 联网的几十台PLC全部遭打坏了!解决办法:1、从PLC内部考虑：・ 采用隔离的DC/DC将24V电源和5V电源隔离，分析了三菱、欧姆龙、施耐德 PLC 以及西门子的PROFIBUS接口均是如此・ 选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次 RS485芯片，如：SN65HVD1176D、MAX3468ESA 等，这些芯片价格一般在十几元至几十元，而 SN7 5176的价格仅为1.5元・ 采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的新型保护器件 TVS或BL浪涌吸收器，如P6KE6.8CA的钳制电压为6.8V,承受瞬态功率为 500W , BL器件则可抗击4000A以上大电 流冲击lR1和R2采用正温度系数的自恢复保险 PTC ,如JK60-010 ,正常情况下的电阻值为5欧，并不影响正常通信，当受到浪涌冲击时， 大电流流过PTC和保护器件TVS （或BL）,PTC的电阻值将骤然增大，使浪涌电流迅速减小。

2、从PLC外部考虑：・使用隔离的PC/PPI电缆，尽量不用廉价的非隔离电缆（特别是在工业现场）西门 子公司早期出产的 PC/PPI电缆（6ES7 901-3BF00-0XA0 ）是不隔离的，现在也改成隔离 的电缆了！• PLC的RS485 □联网时采用隔离的总线连接器 .• 与PLC联网的第三方设备，如变频器、触摸屏等的 RS485 口均使用RS485隔离器BH-485G进行隔离，这样各 RS485节点之间就无 电”的联系，也无地线环流产生，即使某 个节点损坏也不会连带其它节点损坏• RS485通信线采用PROFIBUS总线专用屏蔽电缆，保证屏蔽层接到每台设备的外壳并最后接大地・对于有架空线的系统，总线上最好设置专门的防雷击设施找到了解决S7-200通讯口损坏的办法了在我们单位众多的 S7-200PLC中，不时有通讯口损坏， 致使不能连接 PC或不能进行通讯，在^PLC解体时发现，在 PLC通讯口出有一芯片―― 75176 ,这就是通讯接口芯片，在芯片周围有5个FB,标识FB1~FB5 ,这其实就是5个保险，在通讯连不上时，一般就是这 5个保险中的某个烧毁了， 可用同等型号的保险代替， 也可用导线直接短路。

一般就能解决问题不过更换时要注意，由于元件时贴片的， 十分小，空间也小，所以焊接时注意不要短路。