1儀表通訊的必備知識

EIARS-232C是由美國電子工業協會在1969年頒布的一種串行物理接口標準。RS（RecommendedStandard）是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。RS-232C總線標準設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道。在多數情況下主要使用主通道，對於一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如一條發送線、一條接收線及一條地線。RS-232C標準規定的數據傳輸速率為每秒150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232是個人計算機上的通訊接口之一，是由電子工業協會EIA（ElectronicIndustryAssociation）所製定的異步傳輸標準接口。通常RS-232接口以9個引腳（DB-9）或是25個引腳（DB-25）的形態出現，一般個人計算機上會有兩組RS-232接口，分別稱為COM1和COM2。

RS-232C標準規定，驅動器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限製，例如，采用150pF/m的通信電纜時，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑製共模幹擾等問題，因此一般用於20m以內的通信。

智能儀表是隨著80年代初單片機技術的成熟而發展起來的，現在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業信息化的需要，企業在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯網通信接口。最初是數據模擬信號輸出簡單過程量，後來儀表接口是RS-232接口，這種接口可以實現點對點的通信方式，但這種不能實現聯網功能。RS-485總線的出現恰好解決了這個問題，不僅可以實現智能儀表的聯網問題，而且通信距離可達幾十米到上千米，滿足數據聯網遠程傳輸的要求。RS-485的電氣特性如下：邏輯“0”以兩線間的電壓差為+（2-6）V表示；邏輯“1”以兩線間的電壓差為-（2-6）V表示。接口信號電平比RS-232降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。RS-485的數據最高傳輸速率為10Mb/s；RS-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑製共模幹擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢複；RS-485采用半雙工工作方式，任何時候隻能有一點處於發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控製。RS-485用於多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485可以聯網構成分布式係統，其允許最多並聯32台驅動器和32台接收器。

2光纖收發器的相關知識

光纖收發器，是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網傳輸媒體轉換單元，在很多地方也被稱之為光電轉換器（FiberConverter）。產品一般應用在以太網電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實際網絡環境中，且通常定位於寬帶城域網的接入層應用；同時在幫助把光纖最後1km線路連接到城域網和更外層的網絡上也發揮了巨大的作用。

光纖收發器的基本特點如下：提供超低延時的數據傳輸；對網絡協議完全透明；采用專用ASIC芯片實現數據線速轉發；機架型設備可提供熱插拔功能，便於維護和無間斷升級；可網管設備能提供網絡診斷、升級、狀態報告、異常情況報告及控製等功能，能提供完整的操作日誌和報警日誌；設備多采用1+1的電源設計，支持超寬電源電壓，實現電源保護和自動切換；支持超寬的工作溫度範圍；支持齊全的傳輸距離（0~120km）。信息化建設的突飛猛進，人們對於數據、語音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛，以太網寬帶接入方式因此被提到了越來越重要的位置。但是傳統的5類線電纜隻能將以太網電信號傳輸100m，在傳輸距離和覆蓋範圍方麵已不能適應實際網絡環境的需要。與此同時，光纖通信以其信息容量大、保密性好、重量輕、體積小、無中繼、傳輸距離長等優點得到了廣泛的應用，光纖收發器正是利用了光纖這一高速傳播介質很好地解決了以太網在傳輸方麵的問題。光纖收發器的出現，將雙絞線電信號和光信號進行相互轉換，確保了數據包在兩個網絡間順暢傳輸，同時它將網絡的傳輸距離極限從銅線的100m擴展到100km（單模光纖）。

3儀表聯網硬件的設計與實現

從計量邏輯角度講，整個係統可以分為兩層：現場的計量稱重設備級、調度中心業務級，屬於典型的C/S結構。另外，現場各皮帶秤所使用的智能儀表均為ICS-XF型皮帶秤專用儀表，此類型的儀表可以通過串口進行數據的傳輸與交換。該儀表支持串行通訊的傳輸方式有RS-232C和RS-485兩種。如果傳輸距離在15m以內，則可以用RS-232C傳輸方式；否則，如果傳輸距離在1000m以內，則采用RS-485傳輸方式。現場的各皮帶秤布局情況如下：8套皮帶秤的計量儀表分別集中布置在兩個現場控製室內，兩個控製室之間的距離約800m；而兩個控製室中距離調度室的最小距離約2000m。而客戶的要求是將現場各皮帶秤計量儀表的數據準確地實時地傳輸到調度室的服務器電腦上。根據現場各皮帶秤地理位置的分布特點及客戶現有的傳輸線路硬件條件，本著先進實用、高性價比的原則，選擇了以光纖為主要傳輸載體、光纖收發器和ADAM4520通訊轉換模塊為數據傳輸處理設備的遠程數據傳輸局域網係統，係統的組成框圖如圖1所示。

本係統的設計思路如下：首先，分別將現場兩控製室內的四台稱重儀表通過四芯通訊電纜並聯，再將兩控製室並聯接至以太網光纖發射機；然後，光纖發射機將傳輸數據由電信號轉換為光信號通過光纖傳輸至光纖接收機，光纖接收機將接收數據由光信號轉換為電信號，並發送給485轉232的轉換模塊ADAM4520；最後，ADAM4520完成與工控機之間的數據通訊工作。

儀表及相關通訊設備的設置過程如下：首先，設置各稱重儀表的地址編號，設置儀表通訊模式為485方式，數據傳輸方式設置為命令方式（即工控機按儀表地址分時讀取不同儀表的計量數據時，儀表才會上傳數據）；然後，對光纖網絡收發器進行相關設置，如通訊方式、波特率等；最後，對485-232轉換模塊ADAM4520進行設置，調整其工作狀態為最佳。

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