浅议传统RS―232/485结合光纤通信的现场应用技术

摘 要本文提出了一种利用光纤组成总线式通讯模式实现一般工作站系统的通信方法，经实践证明具有通信可靠、抗干扰能力强、运行费用低、免维护等特点。

【关键词】光纤 总线技术 事件

1 传统RS232/485通信存在问题

自动化设备大多数工作环境恶劣，同时收到各种电磁干扰的影响，如何保证设备长期稳定可靠地工作，通信是个比较关键的问题，现有很多设备以485总线方式实现通信，由于以电缆为传输介质，存在通信可靠性不高，而且存在难以解决的防雷击问题，雷击损率较高，因此我们提出了用无源光网络系统来解决自动化设备的异步数据通信问题，实现光纤总线RS232/485通信。

2 光通信技术优点

光纤通信具有通信容量大，衰减小，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点。

2.1 光纤总线式PON性能特点

（1）频带极宽，通信容量大。

（2）损耗低，中继距离长。

（3）抗电磁干扰能力强。

除以上特点之外，还有无串音干扰、保密性好、光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

2.2 主要应用领域

DT16系列光纤总线式光端机，采用世界最新网络技术及光纤通信技术，专门为我国电力系统配网自动化、工业自动化、SCADA（数据采集及监控）等工业行业数据通信而设计。

电力系统配网自动化主要包括：SCADA采集与控制系统；各种现场监控系统；DCS、数据采集系统；工业自动化控制；现场总线通信距离扩展的综合系统。拓扑结构如图1所示。

2.3 系统组网应用方案

光纤总线式光通信系统为多节点接入系统，采用无源光分路器实现光路的分配，故足以满足配网通信的需要。光纤总线式光通信解决在拓扑结构上与传统的RS232/485完全相同，但在传输介质上用光纤替代了铜缆，系统采用无源光分路器进行光路的分配，系统中各个TTU设备之间都是并联关系，在光纤链路上实现了挂灯笼模式的安装方式，系统节点的扩展能力很强，安装和维护更简单。

3 系统投资效应分析

如何保证自动化系统或数据采集设备的可靠运行，通信问题是一个比较关键的问题，其可靠性是至关重要的，另外在通信方案的选择上得考虑经济性和系统运行维护成本等相关问题，分析现在自动化系统或数据采集系统中几种通信方案，各自的优缺点如下：

（1）传统的电缆485总线：采用485电缆总线，建设投资成本较低，通信可靠性不高、抗电磁干扰能力不强、雷击损率较高，遭雷击时损坏自动化设备；

（2）GPRS无线传输方案：采用移动无线通信网络，建设投资成本最高，运行维护成本高，抗电磁干扰能力最弱，对自动化设备易产生电磁干扰，单点易受雷击；

（3）光纤通信方案：建设投资成本中等，不怕雷击，抗电磁干扰，抗腐蚀，保密性好，通信可靠性高，运行维护成本最低。

4 系统技术指标

提供4路RS-232数据接口、1路RS-422数据接口和1路RS485数据接口；具有8条全双工数据通道，可完成8×8数据交叉连接功能；最新的数据流方向识别技术，实现RS422、RS485的透明传输；光口遥信量信号输出功能，监控光路工作情况。

5 结束语

光纤通信经过20年的不断发展与技术突破，如今已是一个非常成熟的商业化通信技术、市场与应用正值快速增长的阶段。目前的光纤通信技术，在所有现行的通信技术之中，已经证明是速度最快、容量最大与品质最高的通信技术。它可以最快的速度提供最清脆的音质与最清晰的影像。

当前随着光纤铺设成本费用的降低，设备种类的不断完善，更有利于我们将通信技术与计算机数字技术相结合应用于工业控制领域，提高产能的同时来降低系统能耗。光纤通信具有通信容量大，衰减小，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点。配网自动化设备大多暴露在室外，环境恶劣，光纤一般直埋于地下，因此能够抵御高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。同时，由于光纤传输靠光信号进行，能够避免各种电磁干扰，保证长期稳定可靠地工作。光纤铺设费用日益降低，配合485总线结构这种经济型的传统的工业总线方式可以更高效的达到需求商的运行需要，性价比优势突出。特别在一些工业管网流量监测系统中把新增加的节点以及PC工作站集成到分布式数据采集系统控制系统即DCS系统中更能体现出光纤的优势。

参考文献

[1]毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学，2006（08）.

作者简介

崔成（1982-），男，河北省枣强县人。助教，硕士研究生学历。研究方向为软硬件开发及网络维护。

姚军（1981-），男，河北省石家庄市人。大学本科学历。现为石家庄职业技术学院现代教育技术中心助教。研究方向为软硬件开发及网络维护。

作者单位

1.石家庄职业技术学院财务及资产管理处 河北省石家庄市 050081

2.石家庄职业技术学院现代教育技术中心 河北省石家庄市 050081