摘要：本文介紹了瑞賽特長(zhǎng)線
隔離器在數(shù)控機(jī)床通信中的應(yīng)用。首先簡(jiǎn)單介紹了RS-232接口容易損壞接口電路的芯片以及傳輸距離有限等不足，然后介紹了瑞賽特GC-9D和GC-25T兩款長(zhǎng)線隔離器在不改變?cè)蠷S-232硬件接口和軟件編程的基礎(chǔ)上，延長(zhǎng)RS-232傳輸距離，最后詳細(xì)介紹了瑞賽特GC-9D在數(shù)控機(jī)床通信中的應(yīng)用。
關(guān)鍵字：RS-232；GC-9D；GC-25T；長(zhǎng)線隔離器；數(shù)控機(jī)床
引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工業(yè)控制中利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的工業(yè)控制應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸可以采用串行通訊和并行通訊兩種方式。串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛使用。RS-232是美國(guó)電子行業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制定的串行數(shù)據(jù)通訊的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-232接口是目前最常用的一種串行通訊接口。
RS-232的不足
RS-232接口的信號(hào)電平在±3V～±15V之間，電平值較高，容易損壞接口電路的芯片，同時(shí)RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離有限，波特率為9600bps時(shí)，最大傳輸距離為15米。所以不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)如RS-422、RS-485、光纖等。由于RS-232的這些不足，完全放棄RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)嗎？原來(lái)已經(jīng)采用RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)重新更換通信接口嗎？如果重新更換接口，原有的系統(tǒng)又需要調(diào)試過(guò)程，成本太高。那么有沒(méi)有既不更換接口標(biāo)準(zhǔn)，又不需要太高成本的解決方案呢？答案是肯定的。本文介紹一種采用瑞賽特長(zhǎng)線
隔離器，在不改變?cè)蠷S-232硬件接口和軟件編程的基礎(chǔ)上，延長(zhǎng)RS-232傳輸距離的解決方案。
瑞賽特長(zhǎng)線隔離器
瑞賽特GC-9D和GC-25T是兩款長(zhǎng)線隔離器，可以遠(yuǎn)距離傳輸發(fā)、地、收三線的RS-232信號(hào)。GC-9D連接9芯的RS-232接口，GC-25T連接25芯的RS-232接口，成對(duì)使用。隔離器之間采用雙絞線連接，最長(zhǎng)距離可達(dá)1000米。隔離器兩端分別連接RS-232接口的計(jì)算機(jī)與終端設(shè)備。瑞賽特長(zhǎng)線隔離器內(nèi)部采用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)使計(jì)算機(jī)RS-232接口電路與終端設(shè)備RS-232接口電路之間電氣彼此隔離。
GC-9D原理圖如圖1所示，GC-25T原理圖如圖2所示。從原理圖可以看出GC-9D與GC-25T原理相同，僅接口形式不同，以下以GC-9D為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1：GC-9D原理圖
圖2：GC-25T原理圖
GC-9D的9芯孔直接連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal Equipment，簡(jiǎn)稱DTE）；與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（Data Communication Equipment，簡(jiǎn)稱DCE）連接時(shí)，需要2-3交叉線連接。GC-9D內(nèi)部采用竊電技術(shù)從RS-232接口獲得電源，無(wú)需外部供電。同時(shí)從9芯孔端的7引腳獲取輔助電源，當(dāng)GC-9D與非標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口連接時(shí)或距離較遠(yuǎn)信號(hào)嚴(yán)重衰減時(shí)，從7腳接入-7V至-12V電源，可以進(jìn)一步提高指標(biāo)，保障通信穩(wěn)定進(jìn)行。
GC-9D在數(shù)控機(jī)床通信中的應(yīng)用
圖3為GC-9D在數(shù)控機(jī)床通信中的連線圖。數(shù)控機(jī)床通信接口為9條引線的RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口，接口定義為DCE。與
工控機(jī)RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口直線（不交叉）連接。
圖3：GC-9D在數(shù)據(jù)機(jī)床通信中的應(yīng)用
由于數(shù)控機(jī)床工作時(shí)噪聲巨大，震動(dòng)強(qiáng)烈，同時(shí)產(chǎn)生許多粉塵，所以工控機(jī)必須遠(yuǎn)離數(shù)控機(jī)床，放置在中控室內(nèi)。而中控室距離數(shù)控機(jī)床在100米以上，超出RS-232的最大傳輸距離15米，直接連線是無(wú)法通信的。GC-9D可以將RS-232信號(hào)傳輸1000米，在工控機(jī)與數(shù)控機(jī)床之間加一對(duì)GC-9D如圖3所示。圖中GC-9D-I的9孔與工控機(jī)直接連接，GC-9D-II的9孔與數(shù)控機(jī)床RS-232接口交叉連接（因?yàn)閿?shù)控機(jī)床通信接口為9條引線的RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口，接口定義為DCE），GC-9D-I的9針端與GC-9D-II的9針端由兩端為9孔頭長(zhǎng)100米的雙絞線連接，圖4為雙絞線兩端9孔引腳的連接圖。
圖4：GC-9D與GC-9D連線圖
工作流程為：工控機(jī)RS-232電平信號(hào)由GC-9D-I轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙絞線傳至GC-9D-II，在GC-9D-II端又恢復(fù)成RS-232電平信號(hào)，傳送給數(shù)控機(jī)床；數(shù)控機(jī)床RS-232電平信號(hào)由GC-9D-II轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)雙絞線傳至GC-9D-I，在GC-9D-I端恢復(fù)成RS-232電平信號(hào)，傳送給工控機(jī)。使最長(zhǎng)只能傳輸15米遠(yuǎn)的RS-232信號(hào)傳輸距離提高到100米以上。GC-9D內(nèi)部采用光電隔離技術(shù)，將工控機(jī)與數(shù)控機(jī)床之間電氣彼此隔離，保護(hù)了兩端RS-232接口電路不會(huì)受電位差損壞，同時(shí)GC-9D無(wú)需外部供電。
本應(yīng)用中工控機(jī)端與數(shù)控機(jī)床端均為RS-232信號(hào)，工控機(jī)接口電路和數(shù)控機(jī)床接口電路沒(méi)有修改，工控機(jī)與數(shù)控機(jī)軟件也沒(méi)有修改，所以GC-9D在原有的RS-232硬件和軟件均不改動(dòng)的情況下將RS-232信號(hào)傳輸距離提高至100米以上，同時(shí)使兩端電氣彼此隔離。
當(dāng)通信兩端為25芯的RS-232接口時(shí)，用兩只長(zhǎng)線隔離器GC-25T成對(duì)使用，當(dāng)一端為9芯的RS-232接口，而另一端為25芯的RS-232接口時(shí)，用一只長(zhǎng)線隔離器GC-9D與一只長(zhǎng)線隔離器GC-25T成對(duì)使用。
以上僅介紹了針對(duì)延長(zhǎng)發(fā)、地、收三線的RS-232信號(hào)的解決方案，瑞賽特長(zhǎng)線隔離器中還有針對(duì)含有握手信號(hào)的長(zhǎng)線隔離器，GC-25E、GC-315、GC-25A、PC9、GC-PC等根據(jù)握手信號(hào)不同以及接口形式不同均有不同型號(hào)的長(zhǎng)線隔離器。
結(jié)論
在原有采用RS-232通信的控制系統(tǒng)中，使用瑞賽特長(zhǎng)線隔離器在不更改硬件接口芯片以及不修改軟件的情況下，將RS-232信號(hào)延長(zhǎng)至1000米，使原有的RS-232系統(tǒng)及含有RS-232接口的
儀器儀表繼續(xù)得以繼續(xù)應(yīng)用，大大降低了因控制系統(tǒng)擴(kuò)展、通信距離增大帶來(lái)的成本以及系統(tǒng)調(diào)試難度。
