智能溫度儀表

智能儀表RS485簡(jiǎn)介

盛達智能溫度儀表是隨著(zhù)80年代初單片機技術(shù)的成熟而發(fā)展起來(lái)的，現在世界儀表市場(chǎng)基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業(yè)信息化的需要，企業(yè)在儀表選型時(shí)其中的一個(gè)必要條件就是要具有聯(lián)網(wǎng)通信接口。zui初是數據模擬信號輸出簡(jiǎn)單過(guò)程量，后來(lái)儀表接口是RS232接口，這種接口可以實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，但這種方式不能實(shí)現聯(lián)網(wǎng)功能。隨后出現的RS485解決了這個(gè)問(wèn)題。下面我們就簡(jiǎn)單介紹一下RS485。

  智能溫度儀表RS485接口

         RS485采用差分信號負邏輯，＋2V～＋6V表示“0"，- 6V～- 2V表示“1"。RS485有兩線(xiàn)制和四線(xiàn)制兩種接線(xiàn)，四線(xiàn)制只能實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現很少采用，現在多采用的是兩線(xiàn)制接線(xiàn)方式，這種接線(xiàn)方式為總線(xiàn)式拓樸結構在同一總線(xiàn)上zui多可以?huà)旖?/span>32個(gè)結點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò )中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機帶多個(gè)從機。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對雙絞線(xiàn)將各個(gè)接口的“A"、“B"端連接起來(lái)。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因：(1)共模干擾問(wèn)題： RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測信號，系統只需檢測兩線(xiàn)之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿(mǎn)足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )才能正常工作。當網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì )影響通信的穩定可靠，甚至損壞接口。(2)EMI問(wèn)題：發(fā)送驅動(dòng)器輸出信號中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道(信號地)，就會(huì )以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線(xiàn)就會(huì )像一個(gè)巨大的天線(xiàn)向外輻射電磁波。

     智能溫度儀表由于PC機默認的只帶有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機的RS485電路：(1)通過(guò)RS232/RS485轉換電路將PC機串口RS232信號轉換成RS485信號，對于情況比較復雜的工業(yè)環(huán)境是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。(2)通過(guò)PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號為RS485類(lèi)型的擴展卡。

RS485電纜

       智能溫度儀表 在一般場(chǎng)合采用普通的雙絞線(xiàn)就可以，在要求比較高的環(huán)境下可以采用帶屏蔽層的同軸電纜。在使用RS485接口時(shí)，對于特定的傳輸線(xiàn)路，從RS485接口到負載其數據信號傳輸所允許的zui大電纜長(cháng)度與信號傳輸的波特率成反比，這個(gè)長(cháng)度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所影響。理論上RS485的zui長(cháng)傳輸距離能達到1200米，但在實(shí)際應用中傳輸的距離要比1200米短，具體能傳輸多遠視周?chē)h(huán)境而定。在傳輸過(guò)程中可以采用增加中繼的方法對信號進(jìn)行放大，zui多可以加八個(gè)中繼，也就是說(shuō)理論上RS485的zui大傳輸距離可以達到9.6公理。如果真需要長(cháng)距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個(gè)光電轉換器，多模光纖的傳輸距離是5~10公里，而采用單模光纖可達50公里的傳播距離。

 RS485布網(wǎng)

     智能溫度儀表網(wǎng)絡(luò )拓撲一般采用終端匹配的總線(xiàn)型結構，不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò )。在構建網(wǎng)絡(luò )時(shí)，應注意如下幾點(diǎn)：

      (1)采用一條雙絞線(xiàn)電纜作總線(xiàn)，將各個(gè)節點(diǎn)串接起來(lái)，從總線(xiàn)到每個(gè)節點(diǎn)的引出線(xiàn)長(cháng)度應盡量短，以便使引出線(xiàn)中的反射信號對總線(xiàn)信號的影響zui低。有些網(wǎng)絡(luò )連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著(zhù)通信距離的延長(cháng)或通信速率的提高，其不良影響會(huì )越來(lái)越嚴重，主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號疊加，會(huì )造成信號質(zhì)量下降。

       (2)應注意總線(xiàn)特性阻抗的連續性，在阻抗不連續點(diǎn)就會(huì )發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續性：總線(xiàn)的不同區段采用了不同電纜，或某一段總線(xiàn)上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過(guò)長(cháng)的分支線(xiàn)引出到總線(xiàn)。

     總之，應該提供一條單一、連續的信號通道作為總線(xiàn)。

    在RS485組網(wǎng)過(guò)程中另一個(gè)需要主意的問(wèn)題是終端負載電阻問(wèn)題，在設備少距離短的情況下不加終端負載電阻整個(gè)網(wǎng)絡(luò )能很好的工作但隨著(zhù)距離的增加性能將降低。理論上，在每個(gè)接收數據信號的中點(diǎn)進(jìn)行采樣時(shí)，只要反射信號在開(kāi)始采樣時(shí)衰減到足夠低就可以不考慮匹配。但這在實(shí)際上難以掌握，美國MAXIM公司有篇文章提到一條經(jīng)驗性的原則可以用來(lái)判斷在什么樣的數據速率和電纜長(cháng)度時(shí)需要進(jìn)行匹配：當信號的轉換時(shí)間(上升或下降時(shí)間)超過(guò)電信號沿總線(xiàn)單向傳輸所需時(shí)間的3倍以上時(shí)就可以不加匹配。

      智能溫度儀表一般終端匹配采用終端電阻方法， RS-485應在總線(xiàn)電纜的開(kāi)始和末端都并接終端電阻。終接電阻在RS-485網(wǎng)絡(luò )中取120Ω。相當于電纜特性阻抗的電阻，因為大多數雙絞線(xiàn)電纜特性阻抗大約在100～120Ω。這種匹配方法簡(jiǎn)單有效，但有一個(gè)缺點(diǎn)，匹配電阻要消耗較大功率，對于功耗限制比較嚴格的系統不太適合。另外一種比較省電的匹配方式是RC匹配。利用一只電容C隔斷直流成分可以節省大部分功率。但電容C的取值是個(gè)難點(diǎn)，需要在功耗和匹配質(zhì)量間進(jìn)行折衷。 還有一種采用二極管的匹配方法，這種方案雖未實(shí)現真正的“匹配"，但它利用二極管的鉗位作用能迅速削弱反射信號，達到改善信號質(zhì)量的目的，節能*。

        zui近兩年一些公司基于部分企業(yè)信息化的實(shí)施已完成，工廠(chǎng)中已經(jīng)鋪設了延伸到車(chē)間每個(gè)辦公室、控制室的局域網(wǎng)的現狀，推出了串口服務(wù)器來(lái)取代多串口卡，這主要是利用企業(yè)已有的局域網(wǎng)資源減少線(xiàn)路投資，節約成本，相當于通過(guò)tcp/ip把多串口卡放在了現場(chǎng)。

 RS485和其它總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的區別：

   我們把工業(yè)網(wǎng)絡(luò )歸結為三類(lèi)：RS485網(wǎng)絡(luò )、HART網(wǎng)絡(luò )和現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

 HART網(wǎng)絡(luò )：HART是由現在的艾默生提出一個(gè)過(guò)度性總線(xiàn)標準，他主要是在4~20毫安電流信號上面疊加數字信號，物理層采用BELL202頻移鍵控技術(shù)，以實(shí)現部分智能儀表的功能，但此協(xié)議不是一個(gè)真正意義上開(kāi)放的標準，要加入他的基金會(huì )才能拿到協(xié)議，加入基金會(huì )要一部分的費用。技術(shù)主要被國外幾家大公司壟斷，近兩年國內也有公司再做，但還沒(méi)有達到國外公司的水平?，F在有很大一部分的智能儀表都帶有HART圓卡，都具備HART通訊功能。但從國內來(lái)看還沒(méi)有真正利用其這部分功能，zui多只是利用手操器對其進(jìn)行參數設定，沒(méi)有發(fā)揮出HART智能儀表應有的功能，沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設備監控。從長(cháng)遠來(lái)看由于HART通信速率低組網(wǎng)困難等原因，HART儀表的采購量會(huì )程下滑趨勢，但由于HART儀表已經(jīng)有十多年的歷史現在在裝數量非常的大，對于一些系統集成商來(lái)說(shuō)還有很大的可利用空間。

    現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )：現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)，它的出現標志著(zhù)自動(dòng)化控制技術(shù)又一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始?，F場(chǎng)總線(xiàn)是連接設置在控制現場(chǎng)的儀表與設置在控制室內的控制設備的數字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡(luò )。其關(guān)鍵標志是能支持雙向、多節點(diǎn)、總線(xiàn)式的全數字通信?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)近年來(lái)成為上自動(dòng)化和儀器儀表發(fā)展的熱點(diǎn)，它的出現是傳統的控制系統結構產(chǎn)生了革命性的變化，是自控系統朝著(zhù)智能化、數字化、信息化、網(wǎng)絡(luò )化、分散化的方向邁進(jìn)，形成新型的網(wǎng)絡(luò )集成式全分布式控制系統---現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FCS(Fieldbus Control System)。但是現在的現場(chǎng)總線(xiàn)的各種標準并行存在并且都有自己的生存領(lǐng)域，還沒(méi)有形成真正統一的標準，關(guān)鍵是看不到什么時(shí)候能形成統一的標準，技術(shù)也不夠成熟。另外現場(chǎng)總線(xiàn)的儀表種類(lèi)還比較少可供選擇的余地小，價(jià)格也偏高，從zui終用戶(hù)的角度看大多還處于觀(guān)望狀態(tài)，都想等到技術(shù)成熟之后在考慮，現在實(shí)施的少。

        RS485網(wǎng)絡(luò )：RS485/MODBUS是現在流行的一種布網(wǎng)方式，其特點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)單方便 ，而且現在支持RS485的儀表又特多，特別是在油品行業(yè)RS485/MODBUS簡(jiǎn)直是一統天下，現在的儀表商也紛紛轉而支持RS485/MODBUS，原因很簡(jiǎn)單，象原來(lái)的 HART儀表想買(mǎi)一個(gè)轉換口非常困難 而且價(jià)格昂貴，RS485的轉換接口就便宜的多而且種類(lèi)繁多。至少在低端市場(chǎng)RS485/MODBUS還將是zui主要的組網(wǎng)方式，近兩三年內不會(huì )改變。我公司生產(chǎn)：智能數字顯示控制儀表，智能溫度儀表，控制溫度儀表，多路溫度儀表，同時(shí)顯示溫度儀表，多功能顯示儀表，S型溫度儀表，K型溫度儀表，E型溫度儀表，PT100溫度儀表，數字顯示溫度儀表，鉑銠熱電偶溫度儀表，無(wú)紙記錄儀，有紙記錄儀等需要我！