在儀表自動化控制系統(tǒng)中RS—485總線的應(yīng)用研究

孫慧

摘 要：為了實現(xiàn)更高效的儀表運(yùn)作，現(xiàn)代儀表逐漸開始向自動化的方向發(fā)展，而要對自動化的儀表進(jìn)行控制，應(yīng)用RS-485總線十分關(guān)鍵。RS-485總線在自動化儀表控制系統(tǒng)當(dāng)中，可以充當(dāng)通信、控制設(shè)備，通過其運(yùn)行能夠優(yōu)化對于儀表的管理，本文結(jié)合自動化儀表的運(yùn)行，分析其中RS-485總線的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：儀表自動化；RS-485總線；應(yīng)用

0.引言

現(xiàn)代社會的發(fā)展十分迅速，使得許多行業(yè)中的儀表自動化程度提高，而對于自動化儀表的控制，不能在通過傳統(tǒng)的手動方式來進(jìn)行，而是應(yīng)當(dāng)通過計算機(jī)技術(shù)的控制來滿足需求。RS-485總線就是當(dāng)前應(yīng)用于自動化儀表控制當(dāng)中，較為常見的一種計算機(jī)管理技術(shù)，該項技術(shù)具備控制簡單、設(shè)計方便、成本較低的優(yōu)點，因此被各大行業(yè)廣泛應(yīng)用。

1.RS-485總線控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

RS-485總線的主要結(jié)構(gòu)可以分為四個部分，即綜保裝置、監(jiān)控計算機(jī)、RS-232模塊轉(zhuǎn)RS-485模塊、RS-485控制網(wǎng)絡(luò)，通過這四部分的運(yùn)作，才能實現(xiàn)RS-485總線的實際功能[1]。

第一，綜保裝置。綜保裝置主要是指在配電當(dāng)中的保護(hù)設(shè)備，其具備一定的智能化程度，能夠?qū)ε潆姷碾娏鬟M(jìn)行采集，對電壓、頻率、功率等數(shù)值進(jìn)行保護(hù)，通過相應(yīng)的計算方法把控配電控制回路的運(yùn)行。此外，綜保裝置還承擔(dān)著通信的作用，能夠?qū)z測到的各項設(shè)備數(shù)據(jù)，通過RS-485總線反饋至監(jiān)控機(jī)，幫助監(jiān)控機(jī)形成多項指令。

第二，監(jiān)控計算機(jī)。監(jiān)控計算的主要職責(zé)在于全體設(shè)備的監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)作時，會產(chǎn)生多種的參數(shù)數(shù)據(jù)，監(jiān)控計算機(jī)則對參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，以此為依據(jù)分析其中是否出現(xiàn)異常，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常是會自動發(fā)出警報，并且會在第一時間采取控制指令，避免異常擴(kuò)大。

第三，RS-232模塊轉(zhuǎn)RS-485模塊。RS-232模塊轉(zhuǎn)RS-485模塊的主要功能，是將計算機(jī)串口轉(zhuǎn)化為適應(yīng)于儀表結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈接通路。

第四，RS-485控制網(wǎng)絡(luò)。其屬于一種集中式系統(tǒng)，當(dāng)中包含了RS-485通信接口、接口電路、Modbus通訊協(xié)議、通信介質(zhì)、通信軟件。通過RS-485控制網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)控制的功能。

2.RS-485總線在自動化儀表中的應(yīng)用

2.1智能化應(yīng)用

基于現(xiàn)代科技的發(fā)展，RS-485總線當(dāng)中存在一定程度的智能化，通過智能化的應(yīng)用，可以對儀表運(yùn)行的配電數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、分析，在依照分析結(jié)構(gòu)自動化的調(diào)試各方面的運(yùn)行[2]。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，RS-485總線能夠及時的對異常進(jìn)行控制，首先確保異常不會惡化、擴(kuò)展，同時對異常進(jìn)行具體分析，得出異常的種類，進(jìn)而發(fā)出信號通知維修人員前往。

2.2軟硬件應(yīng)用

RS-485總線要實現(xiàn)其智能化的相關(guān)功能，就必須要依靠相關(guān)的軟硬件，主要流程為通過硬件進(jìn)行實際的檢測，并將檢測結(jié)果反饋至軟件當(dāng)中，軟件則對反饋的結(jié)構(gòu)分析，之后發(fā)出一系列的調(diào)試、控制指令。由此不難看出，軟硬件的應(yīng)用屬于依稀體系之內(nèi)，缺少任意一個部分都會造成工作上的遺漏。

3.RS-485總線在自動化儀表中應(yīng)用的優(yōu)點

3.1成本低廉

RS-485總線在功能方面并不弱于大部分系統(tǒng)，但其他總線系統(tǒng)基于自身的先進(jìn)程度，要實際應(yīng)用其需要的成本相對會較高，而RS-485總線系統(tǒng)其先進(jìn)程度雖然同樣頂尖，并且結(jié)構(gòu)相對簡單，所以在落實RS-485總線系統(tǒng)時，不需要太多的成本投入，相比于其他總線系統(tǒng)其成本可為低廉[3]。

3.2功能全面性強(qiáng)

一般來說，大多數(shù)的總線系統(tǒng)其控制的領(lǐng)域，具有強(qiáng)烈的針對性，很難將同一種總線系統(tǒng)應(yīng)用在其他領(lǐng)域內(nèi)，進(jìn)而在現(xiàn)代各行業(yè)復(fù)合性逐漸增高的前提下，許多總線系統(tǒng)也需要復(fù)合使用，其實施的復(fù)雜程度與成本都大幅度提高。而RS-485總線系統(tǒng)，其功能的全面性較強(qiáng)，能夠同時針對多個方面進(jìn)行管控的工作，進(jìn)而實現(xiàn)全面的管理應(yīng)用。

3.3便捷性較強(qiáng)

如上文所述RS-485總線的結(jié)構(gòu)相對簡單，因此其便捷性較強(qiáng)，而RS-485總線的便捷性主要體現(xiàn)于兩個方面，即實施便捷性、操控便捷性。實施便捷性方面，RS-485總線本身結(jié)構(gòu)簡單，各個環(huán)節(jié)的鏈接只需要線路鏈接即可，而操作便捷性方面，主要因為RS-485總線智能自動化的程度相對較高，所以不需要人工進(jìn)行過多的操作，而即使在需要人工操作的部分，大多數(shù)情況下人工只需要對計算機(jī)進(jìn)行控制，即可實現(xiàn)相應(yīng)的調(diào)試。

4.當(dāng)前RS-485總線在自動化儀表中應(yīng)用不足

4.1硬件維護(hù)的不足

雖然RS-485總線本身性能強(qiáng)大，但是在長期的使用之下，其硬件方面必然會因為損耗產(chǎn)生一系列故障，例如功能性的減弱等等。在此前提下，為了避免此類故障的發(fā)生，是需要通過合理的維護(hù)工作來保證硬件的工作狀態(tài)的，而從實際的現(xiàn)況中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)工作人員對于RS-485總線的硬件維護(hù)工作并不重視。

4.2軟件配置的不足

在RS-485總線系統(tǒng)當(dāng)中，軟件屬于核心的工作部分，在全面的軟件配置的基礎(chǔ)下，才能夠?qū)崿F(xiàn)RS-485總線的功能。但許多的行業(yè)，在采用RS-485總線系統(tǒng)之后，對于軟件的配置了解不深，所以沒有配置全面的軟件，進(jìn)而RS-485總線的部分功能無法實現(xiàn)，對企業(yè)的整體運(yùn)行質(zhì)量有著不利的影響。

4.3智能化程度有待提高

雖然當(dāng)前的RS-485總線系統(tǒng)具備一定的智能化程度，但是在小部分情況下，其智能化的處理方式存在固化、偏差的現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。理論上的智能化RS-485總線系統(tǒng)，是能夠針對所有情況進(jìn)行合理分析的系統(tǒng)，所以此現(xiàn)象說明了RS-485總線系統(tǒng)的智能化程度有待提高，目前無法實現(xiàn)真正意義上的智能化控制。

4.4通訊抗干擾能力較差

RS-485總線系統(tǒng)的運(yùn)作當(dāng)中，需要穩(wěn)定的通信技術(shù)作為基礎(chǔ)，但實際來說任何形式的通信技術(shù)，都會受到多個層面的干擾導(dǎo)致通信上出現(xiàn)錯誤，而為了確保通訊技術(shù)的穩(wěn)定，其抗干擾的能力就應(yīng)當(dāng)合格。對RS-485總線系統(tǒng)的通信狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其對于周邊的干擾因素抵抗力較弱，影響了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而造成這樣現(xiàn)狀的主要原因在于，RS-485總線系統(tǒng)的構(gòu)造較為簡單，雖然在針對性上很強(qiáng)，但是沒有加強(qiáng)抗干擾能力的部件。

5.RS-485總線在自動化儀表中應(yīng)用不足的改善策略

5.1加強(qiáng)管理優(yōu)化硬件維護(hù)工作

為了加強(qiáng)RS-485總線系統(tǒng)的穩(wěn)定性，硬件維護(hù)工作的開展必須嚴(yán)格執(zhí)行，針對當(dāng)前部分人工對硬件維護(hù)工作的輕視現(xiàn)象，需要通過合理的管理制度進(jìn)行優(yōu)化。通過管理制度，要求設(shè)備管理人員定期、不定期的對硬件設(shè)備進(jìn)行檢查，并對檢查的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，以便加強(qiáng)對硬件設(shè)備的管控。此外需建立合理的賞罰制度，以此增加管理制度的權(quán)威性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)部分不合管理規(guī)范的行為時，需要對行為人員進(jìn)行處罰，當(dāng)某個人員一段時間內(nèi)維護(hù)工作較好的，給予其合理的獎勵。

5.2深入了解RS-485總線系統(tǒng)，實現(xiàn)全面的軟件配置

在RS-485總線系統(tǒng)，每個軟件配置都具備獨有的功能，在全面的軟件配置之下，才能體現(xiàn)RS-485總線系統(tǒng)的價值。而當(dāng)前軟件配置不全面的現(xiàn)象，其主要原因在于大多數(shù)企業(yè)對于RS-485總線系統(tǒng)了解不深入，所以為改善此點，首先需要加強(qiáng)對RS-485總線系統(tǒng)的了解，再結(jié)合自身的需求將相關(guān)的軟件配置完善。

5.3智能化程度的研究

理論中的智能化運(yùn)行，是能夠針對所有情況進(jìn)行智能分析的一種技術(shù)，而目前RS-485總線系統(tǒng)的智能化運(yùn)行，并不能實現(xiàn)理論運(yùn)行的目標(biāo)，所以需要加強(qiáng)其研究，使得RS-485總線系統(tǒng)的智能化程度加深。研究的方針方面，需要針對當(dāng)前無法覆蓋的情況進(jìn)行分析，結(jié)合分析結(jié)論來進(jìn)行研究。

5.4抗干擾設(shè)備增設(shè)

為了實現(xiàn)RS-485總線系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性，可以通過增設(shè)抗干擾設(shè)備的方式來實現(xiàn)。在增設(shè)抗干擾設(shè)備時，首先需要分析實際環(huán)境中干擾的因素，進(jìn)而針對性的引進(jìn)抗干擾設(shè)備，以此可以確保成本最小化。

6.結(jié)語

RS-485總線是當(dāng)前儀表自動化當(dāng)中，常見的一種智能化控制系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率的儀表自動化運(yùn)行。RS-485總線系統(tǒng)本身具備成本低廉、功能性強(qiáng)、便捷性強(qiáng)的優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用。而基于現(xiàn)狀分析，RS-485總線的運(yùn)行中存在許多不足，需要通過相應(yīng)的改善策略進(jìn)行完善。

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工作經(jīng)歷：2008年7月參加工作，在金隆銅業(yè)有限公司保全課設(shè)備點檢崗位，負(fù)責(zé)硫酸區(qū)域2套制酸系統(tǒng)、廢酸廢水處理系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)的電氣、自動化設(shè)備的點檢與維護(hù)，設(shè)備檢修計劃制定并實施，備品備件計劃制定和申報等。2014年7月進(jìn)入銅冠物資有限公司五交化部，從事儀器儀表、自動化類物資采購與管理相關(guān)工作。