微机联锁系统远程控制通信的改进及应用

范茂川

[内容提要]：本文主要就两种远程控制通信方式的结构特点及应用分别进行了阐述，分析了传统的RS-232长线驱动通信在远程控制方面使用中出现的问题和光纤通信的优点，作出改用光纤的通信方式，大大提高了远程通信的可靠性。

     关键词：远程控制、长线驱动通信、电气干扰、光纤通信、串口转换器。

1. 前言

微机联锁远程控制的通信是点对点通信，采用传统的RS-232长线驱动器通信对于可靠

性要求高的微机联锁系统而言，存在不足之处，在实际运用中出现比较强的干扰时，数据就会受到不同程度的破坏，导致联锁系统无法正常工作。采用光纤通信后，由于光纤通信在抗干扰方面优良的特性，使得通信可靠性大大增加，改进以来未出现过受干扰而系统无法正常工作的情况。

1、微机联锁远程控制系统通信的特点

     通信模式为点对点全双工通信，上位机接收来自远程下位机PLC发出的站场信息，并向下位机发出控制信息。系统要求高可靠性的通信，当受干扰出现错误数据时，影响到上位机发出的控制命令的执行和站场信息的正确性，使系统不能正常工作。

2、长线驱动通信

3、1长线驱动通信的结构及原理

     该通信系统的结构原理图如下图示：

主控室                         室外                   站控制室

图一

上图一中上下位机的通信口分别通过RS-232与长线驱动器相连,长线驱动器间通过电话线电缆一方的发送接另一方的接收,接收接另一方的发送, 上位机就可接收来自下位机的站场信息,并向下位机发送控制信息, 达到双工通信.

3. 2 长线驱动通信系统的设置

使用前需要设置的参数主要是数据传输速率和校验方式,长线驱动器支持的数据传输速率和传输距离。

以工业站为例,传输距离为3km,根据上表以及可靠性要求, 数据传输速率选用2.4kbps,上位机在联锁程序的配置文件comm.sys设定,下位机则在CP340工作参数表中设置.双方的数据传输速率要一致,否则不能工作. 校验方式则设为偶校验.

3. 3  长线驱动通信的特点及应用

该通信系统最大的特点是简单.价廉,但容易受干扰. RS-232电平的电气特性，经长线驱动后可传输的距离增加了,但电平电压基本没变. 该通信系统投入使用以来,曾出现过数次因为通信受干扰而导致无法排进路,开放信号,或应关闭的信号不能关闭的情况,持续时间从几分钟到十多分钟不等,影响了远程控制系统的正常运行. 通信媒体电话电缆有相当长的一段距离与数十根信号控制电缆重叠,当中有交流220V的,也有直流220V的,这些都成为了最大的干扰源.

     而且该通信系统的数据传输速率几乎不可调,以工业站为例,传输距离3公里,如按表一所示选用4800bps,数据误码率很多, 远程控制系统不能正常工作.后来我们对通信系统进行了改进,采用光纤通信.

     4. 光纤通信

4.1光纤通信系统的结构及原理

改进后通信系统的结构原理图如下图示：

图二

在图二的系统中,选用了串口-以太网转换器和高速以太网光电转换器两种以太网器件,(以下分别简称串口转换器和光电转换器). 光电转换器是遵循IEEE802.3&IEEE802.3u标准的单模光纤转换器,用于100BASE-FX和100BASE-TX网间的转换,同时支持10BASE-T,串口转换器是RS-232串口和10BASE-T网的转换器. 图二中,上位机发出的串口数据帧经串口转换器转换为网络数据帧再通过光电转换器送上光纤传输,到达后再经转换被下位机接收,下位机发送数据也类同.

4.2光纤通信系统的设置

     该通信系统试点到点通信,但采用以太网器件,所以还要遵循以太网的一些规则,特别是串口转换器,它在以太网中严格来说是作为一个DTE存在的,必须有一个可以识别的IP地址,所以在使用前需要用厂商提供的软件对串口转换器进行设置。其中操作模式为对连接,上位机为主,下位机为从.4-6项为串口设置,帧格式为偶校验-8位数据位-停止位1位,从不流控.只有对串口转换器设置好,并按图二接好后,远程控制系统才能正常工作.

4.3光纤通信系统的特点及应用

改用该通信系统后,远程控制通信抗干扰能力大大增强,使用以来未出现过因通信受干扰而

影响联锁系统工作的情况,而且该通信方式的数据传输速率可以根据站场的大小,控制对象的多少在一定范围内来调节,以满足实时控制的需要,通信系统中的以太网器件,线路完全可以满足带宽的要求.该通信系统的缺点是以太网器件抗强电性能不高, 容易被雷电击坏.

5. 结束语

微机联锁系统的远程控制通信经改进后,取得了显著的效果,解决了长线驱动通信存在的问题.提高了通信的可靠性和带宽,该通信方式已经应用在各远程站场的通信.