西門子S7-200PLCRS485通信口易損壞的原因分析和解決辦法

二、常發(fā)生的故障現(xiàn)象分析：

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(huì)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(dòng)作速度造成的靜電無處不在僅人體模式也會(huì)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(shí)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(gè)RS485接口的信號(hào)地用一條低阻值導(dǎo)線連接在一起以保證各節(jié)點(diǎn)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(shí)，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(huì)流入到PLC總線上連接的設(shè)備站點(diǎn)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(shí)，雷電肯定會(huì)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(tái)PLC全部遭打壞了

三、解決方法：

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(hù)、過熱保護(hù)、輸入失效維護(hù)等維護(hù)措施完善的高擋次RS485芯片，如：SN65HVD1176DMA X3468ESA 等，這些芯片價(jià)格一般在十幾元至幾十元，而SN75176價(jià)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(hù)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(xiǎn)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(shí)，大電流流過PTC和保護(hù)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(jià)的非隔離電纜（特別是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)）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(shí)采用隔離的總線連接器，如PFB-G速率為01.5Mbp自動(dòng)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(jìn)行隔離，這樣各RS485節(jié)點(diǎn)之間就無“電”，也無地線環(huán)流產(chǎn)生，即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞也不會(huì)連帶其它節(jié)點(diǎn)損壞。

RS485通信線采用PROFIBUS總線屏蔽電纜，保證屏蔽層接到每臺(tái)設(shè)備的外殼并zui后接大地。

對(duì)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(qǐng)不吝指正！