国际标准化组织为数据通信建立了七层模型，即ISO/OSI七层网络协议模型。物理层协议是ISO/OSI七层网络协议中的最底层协议，是连接两个物理设备并为链路层提供透明位流传输所必须遵循的规则。物理层协议又称为通信接口协议。
物理层涉及通信在信道上传输的原始比特流，必须保证一方发出“1”时，另一方接收到的是“1”而不是“0”。物理层为建立、维护和释放数据链路实体之间二进制比特传输的物理连接提供机械的、电气的、功能的和规范的特性标准。物理连接可以通过中继系统，允许进行全双工或半双工的二进制比特流传输。
全双工通信构型中有两条通信信道，通信双方在进行全双工通信时可以实现同时的“讲”和“听”。RS232接口能实现全双工通信机制。RS232接口规约中有两条通信信道，主站通过其中一条信道发布命令给从站，而从站则从另外一条信道将响应发还给主站。图7-4所示为点到点和点到多点的数据传输构型。
图7-4 点到点和点到多点的数据传输构型
虽然RS232能实现全双工通信，但不能实现点到多点的信息交换，而且通信距离最长仅仅只有15m，最大数据传输速率只有20kbit/s，且不平衡电气接口使得串扰较大。
半双工通信构型中只有一条通信信道，所以通信双方必须遵守防止碰撞的约定机制。通信首先由主站发起，主站占用通信信道以广播或者行动命令的形式对所有从站发布命令，接着退出占用通信信道将自己转为“听”。这个过程被称为主站对从站的“命令”；由于广播或者行动命令是发给所有从站的，符合应答地址条件的从站将占用通信信道传递主站所需信息，信息发送完毕后从站自动转为“听”，退出通信信道的占用。这个过程被称为从站对主站的“响应”。
半双工通信构行虽然不能实现全双工通信，但能实现多点通信，通信距离也加大到1200m，且采用平衡接口使得串扰大幅度地降低。
RS232是点到点的构型，其接线如图7-5所示。
在图7-5中，RxD是信息接收引脚，TxD是信息发送引脚，我们看到通信双方的引脚是交叉的，即控制中心Central unit的RxD对应于PC端的TxD，而中央处理单元的TxD对应于PC端的RxD，双方构成了全双工通信模式。
图7-5 用于PLC点到点的RS232通信电缆接线
在图7-6中，接口中的第2引脚TxD变为差分输出的D1-，RS232接口中的第7引脚GND变为差分输出的D1+，由此构成了RS485通信接口。RS485接口只能实现单向通信，即半双工通信。
图7-6 用于PLC的点到多点的RS485通信电缆接线
RS485采用差分电路，极大地增强了抵抗共模干扰的能力，因此RS485接口相对RS232接口既增强了抗干扰能力，又加大了通信距离。
对于PLC，其通信接口既可以设置为RS232，也可以设置为RS485。如图7-7所示。
图7-7 AC500系列PLC的COM1通信接口
图7-7中：
L+——24V电源正端；
M——24V电源负端；
FE——电源或者装置的接地端；
Term——RS485的使能端口；
RxD/TxD-P——RS485的接收数据/传输数据
正端口（P端口）；
RxD/TxD-N——RS485的接收数据/传输数据负端口（N端口）(www.xing528.com)
Term.N——RS485的N端口；
RTS——RS232请求发送（输出端）；
TxD——RS232发送数据（输出端）；
SGND——信号地；
RxD——RS232接收数据（输入端）；
CTS——RS232发送清除（输入端）。
对照图7-5和图7-6，我们可以看出AC500系列PLC的COM1通信接口可根据需要设置为RS232接口或者RS485接口。
RS485通信接口的特点见表7-4。
表7-4 RS485通信接口的特点
根据以上原则，在MNS3.0低压成套开关设备中建立的信息交换串行RS485通信链路如图7-8所示。
图7-8 RS485通信机制和接线
我们想象这些子站就是各种测控仪表和断路器通信接口，根据物理层RS485通信接口规约的组建规则，我们总结如下：
1）RS485串行通信链路必须是有始有终的，这就决定了链路中只能有1个主站。
2）RS485串行通信链路从起始端连接到某子站，再连接到下一个子站，通信链路在任意子站只有单路的引入和引出，即引入和引出必须是唯一的，也就是菊花瓣的接线方法。
3）每条RS485串行通信链路可连接最多32套子站，一般按15～20套子站安排。
4）RS485串行通信链路中的字节传输规则和通信速率见表7-4。
图7-9所示为M102-M的通信接口，其中1A/1B和2A/2B是RS485通信接口，其中B对应于RS485+，而A对应于RS485-。
M102-M具有两套独立的RS485接口，可以分别接到两条相互之间完全独立的RS485串行通信链路中。
图7-9 M102-M的RS485通信接口
图7-10所示的通信管理机中共插接了4套RS485串行通信链路主站接口，分别驱动4条RS485/MODBUS串行通信链路，每条链路都连接了25个从站设备。作为主机的CCU通信管理机可在4条串行通信链路中各自独立地与从站交换信息。
图7-10 在MNS3.0低压成套开关设备中建立的信息交换串行通信链路
需要指出的是，决定通信链路拓扑结构的是物理层协议和规约，而不是MODBUS规约。在图7-10中之所以会出现RS485/MODBUS链路字样，是因为网络中需要指出数据交换的格式是MODBUS规约。事实上，PROFIBUS-DP、DEVICE NET、CANOPEN和CS31总线的物理层均采用RS485规约。
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