高志国

(中原油田勘探研究设计院,河南濮阳 457001)

0 引 言

由于其物理结构,在化工企业复杂电磁环境的通信过程中需要解决节点间存在的相互干扰问题,以此提高系统的可靠性。

1 传统RS-485总线型模式的弊端

现有的RS-485总线型接入模式,造成节点间的相互干扰对总线产生影响。总线上所有的下位机共享一个信号通道,这种物理结构增加了节点间的公共阻抗耦合,节点之间产生相互干扰,因此在很大程度上降低了系统的可靠性。

首先,大功率的电气设备及输电线都会在附近的通信线上感应出干扰电压,对RS-485总线上某一节点电压进行测量的结果见表1所列。

表1 传统型RS-485总线干扰电压测量

从表1测量结果显示:节点间的电磁耦合对感应电压的幅值有很大影响。由于通信线为双绞线,两根通信线上的感应电压可认为幅值及相位均相同的共模电压。但是双绞线的扭曲不可能完全一致,节距也不尽相等,所以线间会出现差模电压。RS-485驱动/接收器接收到2.0 V电压时就会动作。因此,节点间的相互干扰增加了共模电压数值以及出现差模信号的比例,从而增大系统误动作的概率。

其次,大功率电气设备开关动作时将产生瞬变电磁场,附近或者与之相连节点的信号线上的瞬间感应电压/电流均远高于RS-485驱动/接收器的阈值电压(12 V)/电流(250 mA),因此,没有良好的限压装置将烧毁节点的驱动/接收器,更危险的情况是,总线上其他节点将通过公共回路的耦合,必然感应出相同幅值的高压,使总线上所有的节点都受到影响。……