RS422通信在DNC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

機械制造業(yè)從單機自動化發(fā)展到分布式DNC控制系統(tǒng)，在技術(shù)上首先要解決的是數(shù)控機床計算機（上位機）的信息交換和互聯(lián)問題，這是實現(xiàn)DNC控制的核心問題。筆者開發(fā)了一塊PC機用RS422通信板，并且自行定義了一套可靠而行之有效的通信協(xié)議。

1 DNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本DNC控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用兩級主從總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通信網(wǎng)絡(luò)采用三層結(jié)構(gòu)：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。

1） 物理層 采用平衡型標(biāo)準(zhǔn)RS422接口，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｔ谛碌钠胶庑蜆?biāo)準(zhǔn)RS422中（見圖），發(fā)送器與接收器均以差分方式工作，每個信號用兩根導(dǎo)線傳輸，整個接口無需共用信號線就可以正常工作。信號的電平由兩根導(dǎo)線上的信號的差值來表示，電壓范圍為-6～+6V，相對于其中的一根導(dǎo)線來說，差值為+4～+6V表示二進(jìn)制的“0”，差值為-4～-6V表示二進(jìn)制的“1”。對于新的平衡型標(biāo)準(zhǔn)RS422來說，當(dāng)傳輸距離達(dá)到1000m時，信號傳輸速率在100kb/s以下，在10m以內(nèi)的近距離傳輸中，速率可達(dá)10Mb/s。由于每個信號均用雙線傳輸，這種差分平衡結(jié)構(gòu)能從地線的干擾中分離出有效信號，差分接收器可區(qū)分0.20V以上的電位差，因此，可不受對地參考系統(tǒng)之地電位的波動和共模電磁干擾的影響。

2） 鏈路層 本DNC系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用異步串行通信方式。系統(tǒng)約定：數(shù)據(jù)的傳輸采用正反碼校驗：命令字和狀態(tài)字在發(fā)送時，必須先發(fā)送兩個BREAK，然后發(fā)送命令字或狀態(tài)字，再發(fā)送其反碼：文件傳輸時，32個字節(jié)（正反碼）組成一個信息包。

3） 應(yīng)用層 這一層是面向用戶的，主要為命令的輸入和傳輸結(jié)果的說明。其中命令的輸入包括上位機對下位機實時控制命令的輸入和文件傳輸命令的輸入。傳輸結(jié)果的說明有兩種：當(dāng)命令或文件正確傳輸時，在屏幕上顯示正確傳輸標(biāo)志：當(dāng)命令或文件錯誤傳輸時，在屏幕上顯示錯誤傳輸標(biāo)志。

2 本DNC控制系統(tǒng)通信規(guī)程的約定

為了使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同結(jié)點之間能夠正確進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信雙方就必須有一套彼此能夠相互了解和共同遵守的規(guī)則和約定，這些格式、約定及應(yīng)答關(guān)系概括起來就叫做通信規(guī)程。

本DNC控制系統(tǒng)為主從總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，上位機執(zhí)行著整個系統(tǒng)的組織和管理。因此系統(tǒng)的通信規(guī)程是不平衡型的：上位機發(fā)送命令、接收響應(yīng)并負(fù)責(zé)鏈路級的差錯恢復(fù)：下位機發(fā)送響應(yīng)、接收命令。