西門子S7-200PLCRS485通信口易損壞的原因分析和解決辦法
圖中R1R2阻值為10歐的普通電阻，其作用是防止RS485信號D+和D-短路時發(fā)生過電流燒壞芯片，Z1Z2鉗制電壓為6Vzui大電流為10A 齊納二極管，24V電源和5V電源共地未經(jīng)隔離，當(dāng)D+或D-線上有共模干擾電壓灌入時，由橋式整流電路和Z1Z2可將共模電壓鉗制在±6.7V從而維護RS485芯片SN75176RS485芯片的允許共模輸入電壓范圍為：-7V+12V該維護電路能接受共模干擾電壓功率為60W維護電路和芯片內(nèi)部沒有防靜電措施。
當(dāng)PLCRS485口經(jīng)非隔離的PC/PPI電纜與電腦連接、PLC與PLC之間連接或PLC與變頻器、觸摸屏等通信時時有通信口損壞現(xiàn)象發(fā)生，較常見的損壞情況如下：
R1或R2被燒斷，Z1Z1和SN75176完好。這是由于有較大的瞬態(tài)干擾電流經(jīng)R1或R2橋式整流、Z1或Z1地，Z1Z2能承受zui大10A 電流的沖擊，而該電流在R1或R2上產(chǎn)生的瞬態(tài)功率為：10210=1000W當(dāng)然會將其燒斷。
SN75176損壞，R1R2和Z1Z2完好。這主要可能是受到靜電沖擊或瞬態(tài)過電壓速度快于Z1Z2動作速度造成的靜電無處不在僅人體模式也會產(chǎn)生±15kV靜電。
Z1或Z2SN75176損壞，R1和R2完好。這可能是受到高電壓低電流的瞬態(tài)干擾電壓將Z1或Z2和SN75176擊穿，由于電流較小和發(fā)生時間較短因而R1R2不至于發(fā)熱燒斷。
由以上分析得知PLC接口損壞的主要原因是由于瞬態(tài)過電壓和靜電造成，發(fā)生瞬態(tài)過電壓和靜電的原因很多也較復(fù)雜，如由于PLC內(nèi)部24V電源和5V電源共地，24V電源的輸出端子L+M為其它設(shè)備混合供電可能導(dǎo)致地電位變化，從而造成共模電壓超出允許范圍。所以EIA -485規(guī)范要求將各個RS485接口的信號地用一條低阻值導(dǎo)線連接在一起以保證各節(jié)點的地電位相等，消除地線環(huán)流！
當(dāng)帶電插拔未隔離的連接電纜時，由于兩端電位不相等電路中又存在諸多電感、電容之類的器件，插拔瞬間肯定發(fā)生瞬態(tài)過電壓或過電流。
連接在RS485總線上的其它設(shè)備發(fā)生的瞬態(tài)過電壓或過電流同樣會流入到PLC總線上連接的設(shè)備站點數(shù)越多，發(fā)生瞬態(tài)過電壓的因素也越多。
當(dāng)通信線路較長或有室外架空線時，雷電肯定會在線路上造成過電壓，其能量往往是巨大的常有用戶沮喪地說：聯(lián)網(wǎng)的幾十臺PLC全部遭打壞了
1從PLC內(nèi)部考慮：
采用隔離的DC/DC將24V電源和5V電源隔離，分析了三菱、歐姆龍、施耐德PLC以及西門子的PROFIBUS接口均是如此。
選用帶靜電保護、過熱保護、輸入失效維護等維護措施完善的高擋次RS485芯片，如：SN65HVD1176DMA X3468ESA 等，這些芯片價格一般在十幾元至幾十元，而SN75176價格僅為1.5元。
采用響應(yīng)速度更快、接受瞬態(tài)功率更大的新型維護器件TVS或BL浪涌吸收器，如P6KE6.8CA 鉗制電壓為6.8V接受瞬態(tài)功率為500WBL器件則可抗擊4000A 以上大電流沖擊。
R1和R2采用正溫度系數(shù)的自恢復(fù)保險PTC如JK60-010正常情況下的電阻值為5歐，并不影響正常通信，當(dāng)受到浪涌沖擊時，大電流流過PTC和保護器件TVS或BLPTC電阻值將驟然增大，使浪涌電流迅速減小。
2從PLC外部考慮：
使用隔離的PC/PPI電纜，盡量不用廉價的非隔離電纜（特別是工業(yè)現(xiàn)場）西門子公司早期出產(chǎn)的PC/PPI電纜（6ES7901-3BF00-0XA 0不隔離的現(xiàn)在也改成隔離的電纜了
PLCRS485口聯(lián)網(wǎng)時采用隔離的總線連接器，如PFB-G速率為01.5Mbp自動適應(yīng)，外形和使用方法與西門子非隔離的總線連接相同。
與PLC聯(lián)網(wǎng)的第三方設(shè)備，如變頻器、觸摸屏等的RS485口均使用RS485隔離器BH-485G進行隔離，這樣各RS485節(jié)點之間就無“電”，也無地線環(huán)流產(chǎn)生，即使某個節(jié)點損壞也不會連帶其它節(jié)點損壞。
RS485通信線采用PROFIBUS總線屏蔽電纜，保證屏蔽層接到每臺設(shè)備的外殼并zui后接大地。
對于有架空線的系統(tǒng)，總線上設(shè)置專門的防雷擊設(shè)施。以上拙見，希望與各位同行共同探討，或許能起拋磚引玉之作用，如有不妥，請不吝指正！
