文档介绍：、工控系统的通信抗干扰技术
解决方案:
·                           给RS232C通信接口加装光隔电流环的抗干扰措施
·                           采用RS422A、RS485通信接口,提高通信抗干扰能力
·                           给RS422A通信接口加装光电隔离电路
·                           通信电缆的选用和终端匹配
一个工控系统常常由几台、几十台甚至更多的工业控制机组成各种形式的分布式测控系统。直接控制级(DDC)可以独立完成本地的数据采集和控制任务,主站负责系统的管理。所有的机器连接成网络互通信息,就可以完成以整体目标为宗旨的相互协调配合,达到更高的控制水平和管理层次。系统的通信因此就成为所有的机器协调一致的关键环节。对于工控系统的设计者来说,面对工业现场严重的干扰,提高通信网络的抗干扰能力无疑是非常重要的事。
1给RS232C通信接口加装光隔电流环的抗干扰措施
RS232C是微机之间最常用的点对点串行通信接口,但RS232C的抗干扰能力很差。这是由于RS232C采用单端信号传输,而它的连接电缆把它所连接的两台机器的地又连接在了一起,因此,当两个地线之间的地电位不一致时,就有共模干扰电压产生。于是就造成了严重的干扰,甚至烧毁接口器件。
如果给RS232C加装一个光隔电流环,就可以隔断两个地之间的联系,从而极大地提高其抗干扰能力。图1是RS232C加光隔电流环的电路原理图。图中,U1是工控机1的RS232C发送接口芯片1488,U2是工控机2的RS232C接收接口芯片1489。它们之间的通信信道已经由T1、T2组成的光隔电流环驱动。当工控机1发送“0”时,U1输出约+11V,它使光隔管T1的发光二极管发光,使得T1的光电三极管导通,其发射极输出电流i。
电流i通过通信线路,驱动光隔管T2的发光二极管发光,使得T2的光电三极管导通,其发射极输出电压约+11V,接收芯片U2转换该电压成为TTL电平“0”。当工控机1发送“1”时,T1、T2截止,通信线路没有电流,T2的发射极输出-12V,U2转换它成为TTL电平“1”。图中的C1、D2,C2、D3起加速作用。本电路经实际使用,可以构成几公里的通信。需要注意的是,光隔电流环的电源一定要选用与工控机电源隔离的电源。接地点D1、D2、D3各自独立于各自的体系,不能混接!由于工控机和外电路完全隔离,因此显著地提高了工控机的抗干扰水平。

对RS232C进行光隔电流环改造,隔断了工控机与外界的电的联系,显著地提高了工控机的抗干扰能力。而且这种改造只是在插口上进行,不涉及到工控机内部的电路,因此简单易行。图1省画了工控机2发送到工控机1的通信接口电路,它与图1是对称的。
2采用RS422A、RS485通信接口,提高通信抗干扰能力
要想根本提高通信抗干扰能力,应当选用更好的通信接口RS422A。

它采用的是差动平衡驱动和接收电路。由于差动放大器具有很强的抗共模干扰能力,所以两个不同的地线间的电位差形成的共模干扰受到很大的抑制。因此,RS422A通信接口的抗干扰能力比RS232C有质的提高。图中,75LS174、75L