S7-200通信口损坏原因分析.docx

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1、使用方法：USB/PPI编程电缆需要安装USB设备驱动程序才能使用，这些驱动程序均包含在随产品发售的光盘上，安装方法请看驱动程序光盘上的说明文档资料，此处不再赘述。驱动程序安装完成后，在Windows的设备管理器中将出现USB/PPI编程电缆对应的COM口，只需在编程软件或其它应用软件中选择该COM口即可，接下来的使用同传统的RS232口编程电缆完全相同。这里需说明的是本编程电缆不支持编程软件中本地通信口设置的“USB”选项。   如果编程软件中出现的COM口带有“*”符号，如“*COM3”，说明该COM口有故障，请退出编程软件后重新拔插一次USB插头或重

2、新安装USB驱动程序。请注意西门子编程软件中COM口的选项最多支持到COM8，COM8以上虽然能够选择但实际上无法使用！远距离通信：USB/PPI编程电缆与PLC的最大通信距离可达2公里（9600bps时），这时需在电缆的RS485端口（DB9Male）的3、8脚之间并接120欧终端电阻以消除信号反射，并在PLC端加装PFB-G总线隔离器，通信线采用截面积为0.22mm2以上的屏蔽双绞线。距离超过2000米可在总线中加装RS485中继器（型号：E485GP，四星电子出品）延长通信距离。注：不能延长USB接口的电缆。  西门子S7-200PLC的RS485通

3、信口易损坏的原因分析和解决办法  一、S7-200PLC内部RS485接口电路图：图中R1、R2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止RS485信号D+和D-短路时产生过电流烧坏芯片，Z1、Z2是钳制电压为6V，最大电流为10A的齐纳二极管，24V电源和5V电源共地未经隔离，当D+或D-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和Z1、Z2可将共模电压钳制在±6.7V，从而保护RS485芯片SN75176（RS485芯片的允许共模输入电压范围为：-7V～+12V）。该保护电路能承受共模干扰电压功率为60W，保护电路和芯片内部没有防静电措施。   二、常发生的

4、故障现象分析：　　当PLC的RS485口经非隔离的PC/PPI电缆与电脑连接、PLC与PLC之间连接或PLC与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生，较常见的损坏情况如下：　　●R1或R2被烧断，Z1、Z1和SN75176完好。这是由于有较大的瞬态干扰电流经R1或R2、桥式整流、Z1或Z1到地，Z1、Z2能承受最大10A电流的冲击，而该电流在R1或R2上产生的瞬态功率为：102×10=1000W，当然会将其烧断。　　●SN75176损坏，R1、R2和Z1、Z2完好。这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于Z1、Z2的动作速度造成的，静电无处不在，

5、仅人体模式也会产生±15kV的静电。　　●Z1或Z2、SN75176损坏，R1和R2完好。这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将Z1或Z2和SN75176击穿，由于电流较小和发生时间较短因而R1、R2不至于发热烧断。　　由以上分析得知PLC接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂，如由于PLC内部24V电源和5V电源共地，24V电源的输出端子L+、M为其它设备混合供电可能导致地电位变化，从而造成共模电压超出允许范围。所以EIA-485标准要求将各个RS485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地

6、电位相等，消除地线环流！　　当带电插拔未隔离的连接电缆时，由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。　　连接在RS485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到PLC，总线上连接的设备站点数越多，产生瞬态过电压的因素也越多。　　当通信线路较长或有室外架空线时，雷电必然会在线路上造成过电压，其能量往往是巨大的，常有用户沮丧地说：“联网的几十台PLC全部遭打坏了！”。　　三、解决办法：　　1、从PLC内部考虑：　　●采用隔离的DC/DC将24V电源和5V电源隔离，我们分析了三菱、欧姆龙、施耐德PLC

7、以及西门子的PROFIBUS接口均是如此。　　●选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次RS485芯片，如：SN65HVD1176D、MAX3468ESA等，这些芯片价格一般在十几元至几十元，而SN75176的价格仅为1.5元。　　●采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的新型保护器件TVS或BL浪涌吸收器，如P6KE6.8CA的钳制电压为6.8V，承受瞬态功率为500W，BL器件则可抗击4000A以上大电流冲击。　　●R1和R2采用正温度系数的自恢复保险PTC，如JK60-010，正常情况下的电阻值为5欧，并不影响正常通信，当受到浪涌冲击

8、时，大电流流过PTC和保护器件TVS（或BL），PTC的电阻值将骤