在仪表自动化控制系统中RS—485总线的应用研究

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  摘 要:为了实现更高效的仪表运作,现代仪表逐渐开始向自动化的方向发展,而要对自动化的仪表进行控制,应用RS-485总线十分关键。RS-485总线在自动化仪表控制系统当中,可以充当通信、控制设备,通过其运行能够优化对于仪表的管理,本文结合自动化仪表的运行,分析其中RS-485总线的应用。
  关键词:仪表自动化;RS-485总线;应用
  0.引言
  现代社会的发展十分迅速,使得许多行业中的仪表自动化程度提高,而对于自动化仪表的控制,不能在通过传统的手动方式来进行,而是应当通过计算机技术的控制来满足需求。RS-485总线就是当前应用于自动化仪表控制当中,较为常见的一种计算机管理技术,该项技术具备控制简单、设计方便、成本较低的优点,因此被各大行业广泛应用。
  1.RS-485總线控制系统整体结构
  RS-485总线的主要结构可以分为四个部分,即综保装置、监控计算机、RS-232模块转RS-485模块、RS-485控制网络,通过这四部分的运作,才能实现RS-485总线的实际功能[1]。
  第一,综保装置。综保装置主要是指在配电当中的保护设备,其具备一定的智能化程度,能够对配电的电流进行采集,对电压、频率、功率等数值进行保护,通过相应的计算方法把控配电控制回路的运行。此外,综保装置还承担着通信的作用,能够将检测到的各项设备数据,通过RS-485总线反馈至监控机,帮助监控机形成多项指令。
  第二,监控计算机。监控计算的主要职责在于全体设备的监控,当设备系统运作时,会产生多种的参数数据,监控计算机则对参数数据进行监控,以此为依据分析其中是否出现异常,当发现异常是会自动发出警报,并且会在第一时间采取控制指令,避免异常扩大。
  第三,RS-232模块转RS-485模块。RS-232模块转RS-485模块的主要功能,是将计算机串口转化为适应于仪表结构的数据链接通路。
  第四,RS-485控制网络。其属于一种集中式系统,当中包含了RS-485通信接口、接口电路、Modbus通讯协议、通信介质、通信软件。通过RS-485控制网络,能够实现智能化网络控制的功能。
  2.RS-485总线在自动化仪表中的应用
  2.1智能化应用
  基于现代科技的发展,RS-485总线当中存在一定程度的智能化,通过智能化的应用,可以对仪表运行的配电数据、设备运行状态、网络运行状态进行监控、分析,在依照分析结构自动化的调试各方面的运行[2]。当发现异常现象时,RS-485总线能够及时的对异常进行控制,首先确保异常不会恶化、扩展,同时对异常进行具体分析,得出异常的种类,进而发出信号通知维修人员前往。
  2.2软硬件应用
  RS-485总线要实现其智能化的相关功能,就必须要依靠相关的软硬件,主要流程为通过硬件进行实际的检测,并将检测结果反馈至软件当中,软件则对反馈的结构分析,之后发出一系列的调试、控制指令。由此不难看出,软硬件的应用属于依稀体系之内,缺少任意一个部分都会造成工作上的遗漏。
  3.RS-485总线在自动化仪表中应用的优点
  3.1成本低廉
  RS-485总线在功能方面并不弱于大部分系统,但其他总线系统基于自身的先进程度,要实际应用其需要的成本相对会较高,而RS-485总线系统其先进程度虽然同样顶尖,并且结构相对简单,所以在落实RS-485总线系统时,不需要太多的成本投入,相比于其他总线系统其成本可为低廉[3]。
  3.2功能全面性强
  一般来说,大多数的总线系统其控制的领域,具有强烈的针对性,很难将同一种总线系统应用在其他领域内,进而在现代各行业复合性逐渐增高的前提下,许多总线系统也需要复合使用,其实施的复杂程度与成本都大幅度提高。而RS-485总线系统,其功能的全面性较强,能够同时针对多个方面进行管控的工作,进而实现全面的管理应用。
  3.3便捷性较强
  如上文所述RS-485总线的结构相对简单,因此其便捷性较强,而RS-485总线的便捷性主要体现于两个方面,即实施便捷性、操控便捷性。实施便捷性方面,RS-485总线本身结构简单,各个环节的链接只需要线路链接即可,而操作便捷性方面,主要因为RS-485总线智能自动化的程度相对较高,所以不需要人工进行过多的操作,而即使在需要人工操作的部分,大多数情况下人工只需要对计算机进行控制,即可实现相应的调试。
  4.当前RS-485总线在自动化仪表中应用不足
  4.1硬件维护的不足
  虽然RS-485总线本身性能强大,但是在长期的使用之下,其硬件方面必然会因为损耗产生一系列故障,例如功能性的减弱等等。在此前提下,为了避免此类故障的发生,是需要通过合理的维护工作来保证硬件的工作状态的,而从实际的现况中发现,多数工作人员对于RS-485总线的硬件维护工作并不重视。
  4.2软件配置的不足
  在RS-485总线系统当中,软件属于核心的工作部分,在全面的软件配置的基础下,才能够实现RS-485总线的功能。但许多的行业,在采用RS-485总线系统之后,对于软件的配置了解不深,所以没有配置全面的软件,进而RS-485总线的部分功能无法实现,对企业的整体运行质量有着不利的影响。
  4.3智能化程度有待提高
  虽然当前的RS-485总线系统具备一定的智能化程度,但是在小部分情况下,其智能化的处理方式存在固化、偏差的现象,导致运行出现不稳定的现象。理论上的智能化RS-485总线系统,是能够针对所有情况进行合理分析的系统,所以此现象说明了RS-485总线系统的智能化程度有待提高,目前无法实现真正意义上的智能化控制。
  4.4通讯抗干扰能力较差   RS-485总线系统的运作当中,需要稳定的通信技术作为基础,但实际来说任何形式的通信技術,都会受到多个层面的干扰导致通信上出现错误,而为了确保通讯技术的稳定,其抗干扰的能力就应当合格。对RS-485总线系统的通信状态进行调查,发现其对于周边的干扰因素抵抗力较弱,影响了系统运行的稳定性,而造成这样现状的主要原因在于,RS-485总线系统的构造较为简单,虽然在针对性上很强,但是没有加强抗干扰能力的部件。
  5.RS-485总线在自动化仪表中应用不足的改善策略
  5.1加强管理优化硬件维护工作
  为了加强RS-485总线系统的稳定性,硬件维护工作的开展必须严格执行,针对当前部分人工对硬件维护工作的轻视现象,需要通过合理的管理制度进行优化。通过管理制度,要求设备管理人员定期、不定期的对硬件设备进行检查,并对检查的数据进行统计,以便加强对硬件设备的管控。此外需建立合理的赏罚制度,以此增加管理制度的权威性,当发现部分不合管理规范的行为时,需要对行为人员进行处罚,当某个人员一段时间内维护工作较好的,给予其合理的奖励。
  5.2深入了解RS-485总线系统,实现全面的软件配置
  在RS-485总线系统,每个软件配置都具备独有的功能,在全面的软件配置之下,才能体现RS-485总线系统的价值。而当前软件配置不全面的现象,其主要原因在于大多数企业对于RS-485总线系统了解不深入,所以为改善此点,首先需要加强对RS-485总线系统的了解,再结合自身的需求将相关的软件配置完善。
  5.3智能化程度的研究
  理论中的智能化运行,是能够针对所有情况进行智能分析的一种技术,而目前RS-485总线系统的智能化运行,并不能实现理论运行的目标,所以需要加强其研究,使得RS-485总线系统的智能化程度加深。研究的方针方面,需要针对当前无法覆盖的情况进行分析,结合分析结论来进行研究。
  5.4抗干扰设备增设
  为了实现RS-485总线系统通信的稳定性,可以通过增设抗干扰设备的方式来实现。在增设抗干扰设备时,首先需要分析实际环境中干扰的因素,进而针对性的引进抗干扰设备,以此可以确保成本最小化。
  6.结语
  RS-485总线是当前仪表自动化当中,常见的一种智能化控制系统,通过该系统的功能,能够实现更高效率的仪表自动化运行。RS-485总线系统本身具备成本低廉、功能性强、便捷性强的优点,因此被广泛应用。而基于现状分析,RS-485总线的运行中存在许多不足,需要通过相应的改善策略进行完善。
  参考文献:
  [1]李勋,刘文怡.基于FPGA的RS485-USB转换器设计与实现[J].自动化与仪表.2014,29(2):20-23
  [2]詹健东,宗容,余江,施继红.基于以太网和RS485总线的小型微网控制系统设计[J].云南大学学报:自然科学版.2015,37(5):674-679
  [3]郭东,张晓烨,王之海.基于RS-485企业能源计量系统通信和软件的设计分析[J].企业改革与管理.2014(12):226-226
  工作经历:2008年7月参加工作,在金隆铜业有限公司保全课设备点检岗位,负责硫酸区域2套制酸系统、废酸废水处理系统,脱硫系统的电气、自动化设备的点检与维护,设备检修计划制定并实施,备品备件计划制定和申报等。2014年7月进入铜冠物资有限公司五交化部,从事仪器仪表、自动化类物资采购与管理相关工作。
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