一种自动化系统监控软件串口通讯中断的处理方法

ＥＬＥｃＴＲ０ＮＩＣＳ　Ｗ０ＲＬＤ・　：　一种自动化系统监控软件串口通讯中断的处理方法　华自科技股份有限公司　杨慧唐君　【摘要】针对湖南八斗溪水电站组态系统频发Ｒｓ一４８５通讯ｑ－断问题，ｇ￣ｑ－ＲＳ一４８５通讯相关的理论及实践要求，分析及解决八斗溪水电站通　讯中断故障，总结了一套排除ＲＳ一４８５通讯中断的方法及流程，确实有效的改善了现场通讯状况。　【关键词】通讯中断；接线方式；共模干扰；电磁兼容性　１引言　电子工业协会（ＥＩＡ）于１９８３年制定并发布的ＲＳ．４８５标准【】］，已　经广泛应用于各种工业设备仪器仪表中，使得ＲＳ．４８５通讯成为当下所　有组态软件系统的重要组成部分。在组态软件中是通过配置Ｍｏｄｕｌｅ协　议子程序模块来实现串口通讯的，频繁的通讯中断，容易造成Ｍｏｄｕｌｅ　子程序卡死，更有甚者能够使得电脑死机，进而影响到自动化控制系　统的操作及数据存储，给用户带来极大的负面影响。近两年来，通过　与同仁交流，以及十几个电站现场的实践应用，积累了调试过程中的　一些处理方法，下面以桑植县八斗溪水电站项目为例进行阐述，希望　对各位同仁今后的调试、维护工作有一定的借鉴作用。　２　ＲＳ－４８５通信原理及安装注意事项　ＲＳ一４８５标准采用平衡式发送和差分式接收的数据收发器来驱动　总线，其接口组成的半双工网络，一般采用两线双绞接线方式。另外　ＲＳ．４８５采用差分信号负逻辑，逻辑”０”以两线间的电压差为＋ｆ２～６）ｖ　表示；逻辑”１”以两线间的电压差为。（２　）Ｖ表示口］。ＲＳ一４８５的工作方式　决定了其组网时不可避免的存在共模干扰和电磁兼容性两大问题。　在安装接线环节需注意以下几个事项：　１）采用一条双绞线电缆做总线，将各个节点串起来，从总线到　每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总　线信号的影响最低。　２）应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点，就会发生　信号的反射。下列几种情况易产生这种不连续性：总线的不懂区段　采用了不同的电缆，或某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安　装，再者是过长的分支线引出到总线。　总之，应提供一条单一、连续的信号通道作为总线『３］。　３八斗溪电站现场设备及故障现象　３．１现场设备　中控电脑：安装有ＭＴＣ系列组态软件。　串口服务器１／２：型号为康海时代ＮＣ６０８．８Ｍ，电脑可通过网络　拓展８个ＲＳ４２２／４８５口。　线路保护装置：７个ＤＭＰ３００Ｃ１系列保护单元箱。　调速器：５台以三菱ＰＬＣ，型号为ＦＸ３Ｕ．３２Ｍ为核心的ＹｗＴ型　微机调速器　计量：１１块威胜集团有限公司生产的型号为ＤＴＳＤ３４１的计量电表。　发电机保护装置：１０个ＤＭＰ３０Ｏｃ１系列保护单元箱，分为两　组，一组四个，一组六个。　温度：共５组，每组由５块单点温度巡检仪和一块８点温度巡检　仪构成，皆为福建上润生产的温度仪表。　３．２现场故障现象　１）电脑运行速度很慢，卡的感觉很明显。　２）组态软件画面大部分数据显示灰色，只剩下部分保护数据显　示正常。　３）查看组态软件的历史数据记录，发现存在调速器通讯中断、　单点温度通信中断、直流系统通讯中断报警。　４问题分析及排除　４．１故障点分析　基于ＲＳ一４８５通信原理及安装注意事项，结合八斗溪现场通讯结构　示意图及故障现象，我们可以分析出以下故障点：１）监控电脑部分：　包括电脑操作系统、ＭＴＣ５．０监控软件及设置、ＮＣ６０８驱动程序；２）网　・１６６・电子ｔ蟹孽Ｉ　路部分：包括通讯系统中的网口（电脑、交换机、ＮＣ６０８），及网口　间连接网线；３）ＮＣ６０８各串口与各设备间的通讯线及接线方式。　４．２第一轮排查及结果　针对所有故障点，逐一进行排查，发现如下问题并进行改正方法：　１１通信系统中使用了两种品牌的ＮＣ６０８：一种是康海时代，另　一种是北京中舰博海科技；为避免中控电脑中的驱动冲突，改为全　部使用康海时代串口服务器产品。　２）部分网线水晶头接线没有按国标制作或制作工艺不太好，能　用，但不稳定；为了提高稳定性，重新压制怀疑点水晶头。　３）调速器接线方式是典型的星型结构，且分支有４Ｏ－８Ｏ米；温度　通讯接线为树形结构；发电机保护装置通讯接线也为树形结构一一　将接线方式改为手拉手形式。　４）组态系统中没有使用直流系统数据一一将直流系统接线拆掉　不用。　５）很多两点接地～一改为标准的一点接地。　６１怀疑电脑中毒一一对中控电脑进行杀毒。　另外，切除交换机上的其他网络回路，减少有可能存在的对　ＮＣ６０８的网络影响。清查完毕后，运行组态系统，观察发现以下问　题：ａ．温度通讯中断还是存在；ｂ．新增计量通讯中断　４．３第二轮排查及结果　仔细分析温度通讯和计量通讯发现，温度和计量的通讯回路中　其实都存在两种类型的表。其中温度通讯虽然都是上润的表，但是　有单点和多点两种型号之分：而计量通讯的仪表中，５块发电机出　口计量表只有当发电时才会通讯上，形成时断时不断状况，与另外　６块一直工作的相比，工作状态完全不同。　于是将５路温度通讯中的多点温度巡检仪挑出来，单独形成一个通讯　回路；将发电机出口计量５块表挑出来，单独形成一个通讯回路。改线完　毕后，再运行ＭｒＣ５．０组态系统进行观测，没有发出通讯中断报警。　再将其他网络回路一步步添加至系统中进行观测，最终恢复整个系　统，都没有发出通讯中断报警，至此所有的通讯问题得以解决。　５结论　实践证明，针对４８５通讯中断问题，我们可以按照以下步骤来　排除故障。　第一步：理清整个通讯网络结构图。　第二步：通过检测网络回路及精简串口通讯回路，让系统以最　稳定状态运行。网络回路需要检测的地方包括：１）电脑平台是否有　问题（驱动、杀毒）；２）网络回路是否通畅（电脑网卡、水晶头、　交换机等）；３）排除其它电脑或上位机对此网络通信设备的影响。　需要精简的串口通讯回路包括：１）报通讯中断故障的回路；２）组态　系统实际上不采用数据的通讯回路。　第三步：基于最稳定通讯系统的基础上，按照以下原则对有问　题的串口通讯回路进行排查恢复：１　串口通信回路接线是否为手拉　手形式；２）串口通信回路是否为单点接地；３）串口通讯回路中是否　接有不同类型的仪表（型号或工作状态）。　第四步：根据第三步原则，重复排查故障回路，最终将整个通　信网络恢复。　此种方法基于串口通讯的基本原则，先减后加，不仅适用于小型　通信系统故障排查，对大型通信系统也能够起到一定的参考作用。　参考文献　【１】广州周立功单片机发展有限公司．ＲＳ一４８５４￣手册与指南［Ｚ】．　【２］李江全，汤智辉，朱东芹．Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ数据采集与串口通信测控　应用实战【Ｍ】．北京：人民邮电出版社，２０１０．　［３］龚建委，熊光明．Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋／Ｔｕｒｂｏ　Ｃ串口通信编程实践【Ｍ】．北　京：电子工业出版社，２００４．