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串行通信系统的抗干扰设计

发布时间:2008/5/26 0:00:00 访问次数:483

        

    

    

    来源:今日电子 作者:重庆三峡学院应用技术学院 谢辉

    

    电力系统运行的安全与否与系统当时的运行状态有密切的关系,对于电力调度部门来说,如果能实时地全面掌握电力系统各部分的运行状态,进行远程监测,对保证系统的安全、稳定、经济运行无疑具有十分重要的意义。电力远程监测一般采用串行方式进行通信,保证数据的可靠传输是其最重要的技术指标之一。由于工业现场的恶劣环境以及配电系统的远距离传输,干扰是产生偶然性错误和影响整个系统可靠运行的主要原因。提高系统的抗干扰能力是电力远程监控的一个重要的研究方向。

    

    系统概述

    

    本系统是一个上下位机形式的工业配电测控系统,根据功能需要,下位机选用了控制功能比较强大的研华ipc-610工业控制计算机(ipc: industrial personal computer),其具有近二十个isa插槽和pci插槽的无源总线底板以及相应的cpu板、i/o板等,可以将系统的各个模块如a/d转换、视频采集、通信、i/o口输入输出等以插卡的形式像搭积木一样组合起来,方便地扩展成一个复杂的控制系统。选用了两块pc-6313多功能模拟输入/模拟输出板卡,配接相应的传感器和执行机构来完成所承担的工作。各下位机能够根据需要对多路模拟量、开关量进行检测和控制。本系统根据需要对64路模拟量(电压、电流、功率因素、有功功率、无功功率等)和16路开关量(各出线开关分合闸状态、补偿电容器的状态等)进行检测,可以对16路开关量进行输出控制(开关、电磁阀、继电器)。其结构框图如图1所示。

    

    

    

    图1 下位机系统框图

    

    上位机可选普通pc,也可根据系统使用环境,选择和下位机一样的ipc。上位机可以发出指令和任何一台与之相连的下位机进行通信,收集各下位机传送来的模拟量和开关量信息,进行相关的分析、汇总、报表生成等处理,并对各下位机子系统进行监控和宏观调度。

    

    配电测控系统中,上下位机距离较远,为提高系统的抗干扰能力,采用了rs-485串行通信总线标准。rs-485总线采用差分传送,具有传输距离远、接点多、连线少的特点,已成为分布式监控系统中数据传输的首选标准。ipc没有rs-485接口,为此需配备rs-232/rs-485接口,本系统采用了泓格公司的7250/7521转换器。其中,7521为具有嵌入式cpu的智能通信控制器,可减少系统编程量,提高系统的可靠性和实时性,本系统实际使用的是7521d模块,7521d模块上有5个七段数码管,可以用程序控制它的亮灭,以监视系统的运行。除此之外,7521d和7521功能一样。后面介绍一律不再区分7521和7521d。

    

    本系统通信模块的连线示意图如图2所示,设计为1台上位机控制8台下位机,也可根据配电系统的实际需要进行扩充。

    

    

    

    图2 具有智能通信模块的网络连线示意图

    

    7521智能通信控制器简介

    

    7521功能简介

    

    7521是泓格公司的752n智能通信控制器中的一种,可支持一个rs-232设备。模块内嵌amd公司的am188tmes控制器,装有minios7嵌入式操作系统。可以为rs-485网络的任何一个rs-232设备,分配一个唯一的地址。模块内含双看门狗电路:一个硬件模块看门狗和一个软件主机看门狗,保护主机和7521模块。同时其rs-485端具有3000v高压隔离,可有效防止工业噪声干扰。

    

    7520模块是一个普通的rs-232/rs-485电平转换器,不具有智能通信功能。但其rs-485端同样具有3000v高压隔离。在此不再赘述。

    

    7521工作模式

    

    7521有两种工作模式,一种是开发工作模式,一种是正常工作模式。

    

    在开发模式时,把7521的com1口(rs-232)接到pc的串口并通过设置好通信格式后,7521将把pc的键盘作为其标准的输

        

    

    

    来源:今日电子 作者:重庆三峡学院应用技术学院 谢辉

    

    电力系统运行的安全与否与系统当时的运行状态有密切的关系,对于电力调度部门来说,如果能实时地全面掌握电力系统各部分的运行状态,进行远程监测,对保证系统的安全、稳定、经济运行无疑具有十分重要的意义。电力远程监测一般采用串行方式进行通信,保证数据的可靠传输是其最重要的技术指标之一。由于工业现场的恶劣环境以及配电系统的远距离传输,干扰是产生偶然性错误和影响整个系统可靠运行的主要原因。提高系统的抗干扰能力是电力远程监控的一个重要的研究方向。

    

    系统概述

    

    本系统是一个上下位机形式的工业配电测控系统,根据功能需要,下位机选用了控制功能比较强大的研华ipc-610工业控制计算机(ipc: industrial personal computer),其具有近二十个isa插槽和pci插槽的无源总线底板以及相应的cpu板、i/o板等,可以将系统的各个模块如a/d转换、视频采集、通信、i/o口输入输出等以插卡的形式像搭积木一样组合起来,方便地扩展成一个复杂的控制系统。选用了两块pc-6313多功能模拟输入/模拟输出板卡,配接相应的传感器和执行机构来完成所承担的工作。各下位机能够根据需要对多路模拟量、开关量进行检测和控制。本系统根据需要对64路模拟量(电压、电流、功率因素、有功功率、无功功率等)和16路开关量(各出线开关分合闸状态、补偿电容器的状态等)进行检测,可以对16路开关量进行输出控制(开关、电磁阀、继电器)。其结构框图如图1所示。

    

    

    

    图1 下位机系统框图

    

    上位机可选普通pc,也可根据系统使用环境,选择和下位机一样的ipc。上位机可以发出指令和任何一台与之相连的下位机进行通信,收集各下位机传送来的模拟量和开关量信息,进行相关的分析、汇总、报表生成等处理,并对各下位机子系统进行监控和宏观调度。

    

    配电测控系统中,上下位机距离较远,为提高系统的抗干扰能力,采用了rs-485串行通信总线标准。rs-485总线采用差分传送,具有传输距离远、接点多、连线少的特点,已成为分布式监控系统中数据传输的首选标准。ipc没有rs-485接口,为此需配备rs-232/rs-485接口,本系统采用了泓格公司的7250/7521转换器。其中,7521为具有嵌入式cpu的智能通信控制器,可减少系统编程量,提高系统的可靠性和实时性,本系统实际使用的是7521d模块,7521d模块上有5个七段数码管,可以用程序控制它的亮灭,以监视系统的运行。除此之外,7521d和7521功能一样。后面介绍一律不再区分7521和7521d。

    

    本系统通信模块的连线示意图如图2所示,设计为1台上位机控制8台下位机,也可根据配电系统的实际需要进行扩充。

    

    

    

    图2 具有智能通信模块的网络连线示意图

    

    7521智能通信控制器简介

    

    7521功能简介

    

    7521是泓格公司的752n智能通信控制器中的一种,可支持一个rs-232设备。模块内嵌amd公司的am188tmes控制器,装有minios7嵌入式操作系统。可以为rs-485网络的任何一个rs-232设备,分配一个唯一的地址。模块内含双看门狗电路:一个硬件模块看门狗和一个软件主机看门狗,保护主机和7521模块。同时其rs-485端具有3000v高压隔离,可有效防止工业噪声干扰。

    

    7520模块是一个普通的rs-232/rs-485电平转换器,不具有智能通信功能。但其rs-485端同样具有3000v高压隔离。在此不再赘述。

    

    7521工作模式

    

    7521有两种工作模式,一种是开发工作模式,一种是正常工作模式。

    

    在开发模式时,把7521的com1口(rs-232)接到pc的串口并通过设置好通信格式后,7521将把pc的键盘作为其标准的输

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