基于RS485总线的能源量计量系统设计研究.pdf

第六届工业仪表与自动化学术会议论文集 王文华 王志新 (上海交通大学电气工程系 上海 200030) 摘 要 基于以太网络建立 C/S 系统，采用 RS-485 总线技术，并利用组态王 6.5 工控软件和 EDA9033A 智 能模块设计的能源量计量系统，能够在线监测设备工况并能采集、存贮和处理耗电量数据，还具有基于 B/S 的 web 访问功能等。文中对软硬件设计方法和系统功能实现进行了分析，给出了实验结果。经原型系统实 验表明，该系统能够满足设计要求。 关键词 RS-485 总线 能源量计量系统 组态王 水泥 Abstract An energy metering system, based on C/S structure and RS-485 bus technology, and adopting Kingview 6.5 and EDA9033A intelligent module, is designed. While monitoring equipment condition online, the system can acquire, store and process data of power consumption. In addition, it has web access function based on B/S. The design method of software and hardware and the implementation of system functions are analyzed. Experiments of the prototype system show that it can meet requirements of the system design. Keywords RS-485 bus Energy metering system Kingview Cement 0 引言 信息和网络技术的发展为水泥等传统企业进行技术改造，实现信息化，充分利用人力、 物力资源，增产节能和增强市场竞争力奠定了基础。目前，这些企业中主要生产设备的工况 以及能源量的测量大都采用人工方式，不仅占用了太多人力资源，测量周期偏长，数据也不 是十分准确、可靠，无法满足企业的需求。现场总线控制系统具有开放性强、数字化传输数 据、多点通信、灵活、互操作性强等特点，使得设计基于总线的能源量计量系统成为可能。 1 RS-485总线技术简介 1.1 RS-485总线特点 通常，一般测控系统采用普通的双绞线就能满足要求。但在某些特定应用场合，则要求 采用带屏蔽层的同轴电缆。由于受信号失真及噪声等因素影响，数字信号所允许的最大电缆 长度与信号传输的波特率成反比。 RS-485 的理论最大传输距离为 1200m，但受到实际应用 环境的限制，实际往往达不到。一般情况下，RS-485 最多可以挂 32 个底层模块，且在传输 过程中还可以利用中继器放大信号（最多可以加 8 个），这样，RS-485 的最大理论传输距离 可以达到 9.6km，可以挂 256 个底层模块。长距离传输时可以采用光缆传输，只需在发射和 接收端各增加一个光电转换器。其中，多模光纤的传输距离为 5~10km，单模光纤则为 50km。 1.2 RS-485总线网络结构及其应用要求 利用 RS-485 布网，一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星形结构。 ① 用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来。从总线到每个节点的引出线尽量要 1 第六届工业仪表与自动化学术会议论文集 短，以便将引出线中的反射信号对总线信号的影响降到最低。随着通信距离的延长或通信速 率的提高，传输信号在各支路末端反射后与原信号叠加，其影响越来越大，信号质量也相应 下降。 ② 确保总线阻抗连