北科开题报告.docVIP

目 录 1文献综述 1 1.1 前言 1 1.1.1 RS485简介 1 1.1.2 PLC简介 3 1.1.3 PLC与RS485的综合应用 4 1.2 PLC与RS485在国内外的发展 4 1.2.1Modbus协议的RS485总线通讯机的设计 5 1.2.2 RS485总线通讯协议的设计与实现 7 1.2.3 RS-485在实际生产中的应用 9 1.2.4 RS-485可靠性的研究 14 2课题背景及开展研究的意义 15 2.1课题背景 15 2.2开展研究的意义 16 3研究内容、预期目标及研究方法 17 3.1研究内容 17 3.1.1 17 3.1.2 17 3.1.3 17 3.1.4 17 3.1.5 17 3.1.6 17 3.2预期目标 17 3.2.1 17 3.2.2 17 3.2.3 17 3.2.4 17 3.2.5 17 3.3研究方法 18 3.3.1文献研究法 18 3.3.1实证研究法 18 4进度安排 19 参 考 文 献 20 1文献综述 1.1 前言 1.1.1 RS485简介 RS485通讯标准是由美国电子工业协会（EIA）在1983制定并且发布的[1]。在命名上，因为EIA提出的建议标准大多数都是以“RS”作为前缀，所以在通讯领域，仍旧习惯于将以上标准以RS做前缀，命名为EIA-485-A标准。RS485标准是在RS422标准上发展而来的，RS422由RS232发展而来，表格1-1介绍了RS-232、RS-422、RS-485 通讯方式的区别～～～～μs N/A N/A 接收器输入电压范围 +/-15V -10V～～～～～～～在RS485通信网络中采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的连接起来 图1-1 RS-484发送器的示意图 虽然RS485有着上面所说到的许多优点，但是在实际工作中仍然存在着许多问题： 首先，由于各个接口至于“A”、“B”两条线相连，系统只能检测到两线之间的定位差，不是绝对电压，表1-1中可以看出，RS485接收器的电压范围只-7—+12V，超过了这个范围，系统就不能正常工作，有时还会损坏接口，并且，各个设备之间如果要进行信息传递，必须要经过主机传递，不够便捷；其次，由于RS485一般用在长距离的信号传输，所以就要在在两双绞线之间匹配终端电阻，由于通讯系统地电路一般不与设备使用同一电源，匹配电阻会消耗监测系统大量的电量，RS485芯片功耗也较大，静态时为2-3mA，工作电流为20mA，增加了线路下降，不利于远程布线；而且，由于PC机无法识别RS485传来的信号，所以PC机与RS485总线不能之间连接，中间需要转化电路，这样增加了系统的复杂性；由于RS485一般所连的设备较多，容易造成线路的混乱，并且各个设备之间相互干扰，影响通讯的准确性，如果其中一个网络节点出现了故障不容易查出故障位置。最后，也是最大的一个问题是，RS485总线多数采用的是轮询方式，这样造成通信的速度较慢，信息量传输较少，容易造成信息的滞后，实时性不高，并且会占用主机的CPU空间，使CPU无法处理一些更重要的数据。 1.1.2 PLC简介 PLC是一种数字运算的电子系统，专门为工业环境下的应用所设计的。采用可编程的存储器，用于在其内部存贮执行定时、计时、逻辑运算、算数运算等指令。通过计算后，输出对各种机械或者生产过程进行控制。它是为了取代传统的继电器控制系统所设计的。它的主要特点有：（1）通用性强，由于其的可编译，在控制不同的设备时，只需要改变软件程序就可以实现控制；（2）可靠性高，由于不存在与设备的直接接触，不存在触电，不会出现老化等问题；（3）编程简单，容易学，PLC使用的是简单的梯形图语言，表达的电路图非常清晰，操作人员通过简单地学习就可以编译用户程序；（4）功能强大，PLC可以实现逻辑运算、算术运算、计时、定时，还可以实现A/D、D/A转换，一个PLC可以控制多个设备，可以现场控制，也可以远程控制。还可以帮助同级的设备之间相互传递信息；（5）体积小、重量轻、功耗低，因为PLC使用的是集成电路，设计紧凑，硬件与软件可以同时开发，使施工周期大幅度缩短，可以实现机电一体化的要求[2]。 PLC虽然经过了超过40年的发展，但是在实际操作中仍然从在许多问题，影响着PLC的可靠性。（1）温度，由于PLC是集成电路，随意对温度要求较高，一般的工作温度为0～～ PC上位机 图1-2 本控制系统中，由于主站的应用，可以使上位机不在承担沉重的轮训工作，使CPU资源得到了有效地利用，可以有更多的CPU资源进行快速响应等操作，提高系统的处理能力；并且在传统的主从式RS485通信网络中，当其