摘要：本文介紹了瑞賽特長線隔離器在數控機床通信中的應用。首先簡單介紹了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兩款長線隔離器在不改變原有RS-232硬件接口和軟件編程的基礎上，延長RS-232傳輸距離，最后詳細介紹了瑞賽特GC-9D在數控機床通信中的應用。
關鍵字：RS-232；GC-9D；GC-25T；長線隔離器；數控機床

引言

隨著計算機技術的不斷發展，在工業控制中利用計算機進行數據通信的工業控制應用也越來越廣泛。計算機與計算機或計算機與終端設備之間的數據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，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛使用。RS-232是美國電子行業協會（EIA）制定的串行數據通訊的接口標準，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RS-232接口標準傳輸距離有限，波特率為9600bps時，最大傳輸距離為15米。所以不斷出現了一些新的接口標準如RS-422、RS-485、光纖等。由于RS-232的這些不足，完全放棄RS-232接口標準嗎？原來已經采用RS-232接口標準的控制系統重新更換通信接口嗎？如果重新更換接口，原有的系統又需要調試過程，成本太高。那么有沒有既不更換接口標準，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線隔離器，在不改變原有RS-232硬件接口和軟件編程的基礎上，延長RS-232傳輸距離的解決方案。

瑞賽特長線隔離器

瑞賽特GC-9D和GC-25T是兩款長線隔離器，可以遠距離傳輸發、地、收三線的RS-232信號。GC-9D連接9芯的RS-232接口，GC-25T連接25芯的RS-232接口，成對使用。隔離器之間采用雙絞線連接，最長距離可達1000米。隔離器兩端分別連接RS-232接口的計算機與終端設備。瑞賽特長線隔離器內部采用光電轉換技術使計算機RS-232接口電路與終端設備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為例進行說明。

圖1：GC-9D原理圖

圖2：GC-25T原理圖
GC-9D的9芯孔直接連接數據終端設備（Data Terminal Equipment，簡稱DTE）；與數據通訊設備（Data Communication Equipment，簡稱DCE）連接時，需要2-3交叉線連接。GC-9D內部采用竊電技術從RS-232接口獲得電源，無需外部供電。同時從9芯孔端的7引腳獲取輔助電源，當GC-9D與非標準的RS-232接口連接時或距離較遠信號嚴重衰減時，從7腳接入-7V至-12V電源，可以進一步提高指標，保障通信穩定進行。

GC-9D在數控機床通信中的應用

圖3為GC-9D在數控機床通信中的連線圖。數控機床通信接口為9條引線的RS-232標準接口，接口定義為DCE。與工控機RS-232標準接口直線（不交叉）連接。

圖3：GC-9D在數據機床通信中的應用
由于數控機床工作時噪聲巨大，震動強烈，同時產生許多粉塵，所以工控機必須遠離數控機床，放置在中控室內。而中控室距離數控機床在100米以上，超出RS-232的最大傳輸距離15米，直接連線是無法通信的。GC-9D可以將RS-232信號傳輸1000米，在工控機與數控機床之間加一對GC-9D如圖3所示。圖中GC-9D-I的9孔與工控機直接連接，GC-9D-II的9孔與數控機床RS-232接口交叉連接（因為數控機床通信接口為9條引線的RS-232標準接口，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RS-232電平信號由GC-9D-I轉換成電流信號，經過雙絞線傳至GC-9D-II，在GC-9D-II端又恢復成RS-232電平信號，傳送給數控機床；數控機床RS-232電平信號由GC-9D-II轉換成電流信號，經過雙絞線傳至GC-9D-I，在GC-9D-I端恢復成RS-232電平信號，傳送給工控機。使最長只能傳輸15米遠的RS-232信號傳輸距離提高到100米以上。GC-9D內部采用光電隔離技術，將工控機與數控機床之間電氣彼此隔離，保護了兩端RS-232接口電路不會受電位差損壞，同時GC-9D無需外部供電。

本應用中工控機端與數控機床端均為RS-232信號，工控機接口電路和數控機床接口電路沒有修改，工控機與數控機軟件也沒有修改，所以GC-9D在原有的RS-232硬件和軟件均不改動的情況下將RS-232信號傳輸距離提高至100米以上，同時使兩端電氣彼此隔離。

當通信兩端為25芯的RS-232接口時，用兩只長線隔離器GC-25T成對使用，當一端為9芯的RS-232接口，而另一端為25芯的RS-232接口時，用一只長線隔離器GC-9D與一只長線隔離器GC-25T成對使用。

以上僅介紹了針對延長發、地、收三線的RS-232信號的解決方案，瑞賽特長線隔離器中還有針對含有握手信號的長線隔離器，GC-25E、GC-315、GC-25A、PC9、GC-PC等根據握手信號不同以及接口形式不同均有不同型號的長線隔離器。

結論

在原有采用RS-232通信的控制系統中，使用瑞賽特長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信號延長至1000米，使原有的RS-232系統及含有RS-232接口的儀器儀表繼續得以繼續應用，大大降低了因控制系統擴展、通信距離增大帶來的成本以及系統調試難度。