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標題: 氣體檢測儀器儀表行業(yè)的RS-485組網(wǎng)方案 [打印本頁(yè)]
作者: 儀商城    時(shí)間: 2019-12-19 16:38
標題: 氣體檢測儀器儀表行業(yè)的RS-485組網(wǎng)方案
氣體探測和監控是當前比較普遍的應用，被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、醫學(xué)診斷、環(huán)境監測、國防等領(lǐng)域。本文將詳細介紹氣體檢測行業(yè)的RS-485組網(wǎng)方案。

近年來(lái)，隨著(zhù)中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為氣體檢測儀器儀表行業(yè)的發(fā)展提供了條件，市場(chǎng)和政府政策的推動(dòng)、人們安全意識的進(jìn)步、相關(guān)法規法律的完善是氣體檢測行業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。近幾年，全球氣體檢測儀器保持著(zhù)8%左右的速度增長(cháng)。伴隨我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，也將迎來(lái)更大的繁榮。氣體檢測儀器儀表行業(yè)的廣闊前景，吸引了相關(guān)工業(yè)儀器儀表巨頭的高度關(guān)注。

氣體檢測傳感器的功能和分類(lèi)

氣體檢測儀是一種氣體泄露濃度檢測的儀器儀表工具，其中包括：便攜式氣體檢測儀、手持式氣體檢測儀、固定式氣體檢測儀、在線(xiàn)式氣體檢測儀等。主要利用氣體傳感器來(lái)檢測環(huán)境中存在的氣體種類(lèi)，氣體傳感器是用來(lái)檢測氣體的成份和含量的傳感器。廣泛應用于工業(yè)、醫療、石油化工及電力行業(yè)。

圖1 氣體檢測儀應用示意圖

氣體檢測儀輸出信號主要分為兩種：4-20mA和RS-485。
4-20mA：通常民用采取該方式；
RS-485：主要用于工業(yè)現場(chǎng)，并且部分應用場(chǎng)景會(huì )使用隔離；

4~20mA模擬量傳輸的特點(diǎn)：處理速度快，在應用時(shí)可以省掉軟件開(kāi)發(fā)上的麻煩，很方便的集成到系統中來(lái)。但是在實(shí)施時(shí)，從布線(xiàn)方面講，模擬量的采集只能一對一的布線(xiàn)，即一個(gè)模擬量信號必須布一條（對）線(xiàn)。另外，模擬量的抗干擾能力較弱，傳輸的距離、所能表示的數據也很有限。

RS-485傳輸的特點(diǎn)：相對于模擬量信號，RS485的響應速度較慢。但是RS485通訊可以傳輸較大位寬的數據,可以傳輸較多的數據內容。另外在布線(xiàn)上，RS485信號的采集可以采用一對多的總線(xiàn)方式(只用兩條線(xiàn)就可以采集多個(gè)信號量)，RS485信號的傳輸距離也較遠，抗干擾能力也較強。行業(yè)產(chǎn)品將逐漸由4~20mA替換為RS-485總線(xiàn)形式。

表1 氣體檢測儀通訊方式對比


氣體檢測儀表組網(wǎng)特性

氣體報警控制系統包括氣體檢測探單元、信號傳輸采集單元、顯示單元（報警控制主機上集中顯示）、監控器、控制單元、報警單元、被控設備單元（如風(fēng)機、電磁閥）組成。氣體檢測探頭將現場(chǎng)檢測到的氣體濃度轉為標準信號，如4-20mA或者RS485等信號，然后將信號輸送到報警控制主機上進(jìn)行統一顯示。兩種通訊形式的組網(wǎng)框圖如下圖2與圖3所示。


圖2 4~20mA通訊應用框圖




圖3 RS-485通訊應用框圖


氣體檢測儀行業(yè)分析

1、行業(yè)通訊方案升級

氣體檢測儀早期使用4~20mA模擬量傳輸，由于兩方面原因將被RS-485所替換。

-通訊形式特性原因：模擬量傳輸存在系統不可組網(wǎng)、抗干擾性較差及傳輸數量較少等問(wèn)題；
-其次對于氣體檢測廠(chǎng)家而言，4~20mA的檢測儀表過(guò)于通用，已被替換，會(huì )選用RS-485做自主協(xié)議建立替換壁壘。

2、行業(yè)標準制定

行業(yè)標準的發(fā)布帶來(lái)隔離RS-485需求機會(huì )點(diǎn)，氣體檢測儀在冶金、石油、化工、市政、地下管廊等行業(yè)應用十分廣泛，根據國標《GB15322.2-2003可燃氣體探測器第2部分：獨立式可燃氣體探測器》5.1.16章節中要求在于市政及城市地下管廊項目中，氣體檢測儀設備接受下表各項測試，試驗后探測器功能應用正常。包括如下：
-試驗期間，探測器不應發(fā)出報警信號或不可恢復的故障信號；
-試驗后，探測器的報警動(dòng)作值與報警設定值之差不應超過(guò)±5%LEL。

具體如下所示：



圖4 氣體檢測儀行業(yè)標準


ZLG致遠電子基于自主研發(fā)設計的電源芯片ZLG1001，推出Priority系列全工況優(yōu)選電源（簡(jiǎn)稱(chēng)P系列），滿(mǎn)足所有工況需求，為用戶(hù)提供穩定、優(yōu)質(zhì)的供電解決方案。

P系列電源產(chǎn)品參數如下：
-隔離電壓：3000VDC；
-產(chǎn)品封裝：SIP兼容國內、國際產(chǎn)品的封裝；
-支持持續短路，自恢復；
-符合RoHS的生產(chǎn)工藝；
-完善的老化測試、EMC測試。



另外，ZLG致遠電子推出的全隔離SK系列開(kāi)板隔離RS-485模塊SK4400S，由于應用更簡(jiǎn)便、展板面積較分立搭建更小，已深受行業(yè)認可。SK4400S具體參數如下所示：
-集隔離及ESD總線(xiàn)保護功能于一身；
-隔離電壓3500VDC/2500VAC；
-同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )最多允許連接128個(gè)節點(diǎn)；
-工作溫度：-25℃～+85℃；
-帶短路保護、過(guò)溫保護。






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