综合自动化系统通讯干扰问题及解决方法
通信系统集成中的射频干扰对消技术探讨
通信系统集成中的射频干扰对消技术探讨【摘要】射频干扰是通信系统集成中不可忽视的问题，可能导致信号质量下降和通信性能受损。
本文首先介绍了射频干扰的定义和其对通信系统的重要性，然后探讨了射频干扰的类型、特点和产生原因。
随后对现有的射频干扰对消技术进行了综述，包括基于滤波器设计和自适应滤波算法的射频干扰抑制和消除技术。
探讨了射频干扰对消技术的发展趋势、技术实现的挑战以及未来研究的方向。
本文旨在为通信系统中射频干扰对消技术的研究提供参考和启示，以不断提高通信系统的抗干扰能力和性能。
【关键词】射频干扰、通信系统集成、对消技术、滤波器设计、自适应算法、发展趋势、挑战与展望、研究方向1. 引言1.1 射频干扰的定义射频干扰是指在通信系统中，由于外部信号或设备产生的频率与通信系统工作频段相近或重叠，导致通信系统性能受到影响或损坏的现象。
射频干扰会引起通信数据传输中断、失真、丢包等问题，严重影响通信质量和稳定性。
射频干扰主要包括突发性干扰、持续性干扰和周期性干扰等类型，常见的干扰源包括雷达信号、电磁干扰、局部干扰、无线电干扰等。
射频干扰对通信系统的影响不容忽视，尤其在现代高密度、高频率、多频段通信设备日益普及的背景下，射频干扰的频发和复杂性也在不断增加。
为了保障通信系统的正常运行和数据传输的稳定性，迫切需要研究和发展射频干扰对消技术。
本文旨在探讨射频干扰对通信系统的影响和重要性，对现有射频干扰对消技术进行梳理和总结，并对未来的发展趋势和研究方向进行展望和讨论。
1.2 射频干扰对通信系统的重要性射频干扰对通信系统的重要性体现在干扰会导致通信系统性能下降，甚至造成通信中断，影响通信质量和稳定性。
射频干扰可能来自其他无线设备、电磁干扰源等多种因素，需要及时有效地应对。
通信系统一旦受到射频干扰影响，不仅会影响用户通信体验，也可能造成信息传输的丢失和失真，严重影响通信系统的正常运行和服务质量。
射频干扰对通信系统的影响不可忽视，对消除射频干扰、提高通信系统的抗干扰能力具有重要意义。
PLC在DX-100中波发射机自动化系统应用中的抗干扰问题
PLC在DX-100中波发射机自动化系统应用中的抗干扰问题赵军摘要：本文分析了PLC在发射机自动化系统应用中电磁干扰的主要来源，指出了在自动化工程应用时，必须综合考虑控制系统的抗干扰性能，最后结合工程提出了几种有效的抗干扰措施。
关键词：中波发射机；PLC控制系统；干扰来源；抗干扰措施1概述随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。
PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，而系统的抗干扰能力则是关系到整个系统可靠运行的关键。
电台发射机自动化系统中使用了各种类型的PLC有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多都处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，既有强大的35kV或11OkV的高电压干扰，又有中短波甚至微波等高频电磁场的干扰，为了防止各种干扰，系统中采取了硬件和软件相结合的抗干扰方法，现介绍如下。
2电磁干扰源的主要来源2.1干扰源的分类影响PLC控制系统的干扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的环境中，由于电荷的剧烈移动，产生了噪声源，即干扰源。
干扰源的类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同进行划分。
其中，按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰等。
共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
共模干扰主要是指信号对地的电位差，是由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加而形成，共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器的供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上，共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏，这种共模干扰可为直流、亦可为交流；差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要是由空间电磁场在信号间藕合感应及由不平衡电路转换的共模干扰所形成的电压，这种干扰直接叠加在信号上，直接影响测量精度与控制精度。
变电站综合自动化系统的通讯方式及选择
变电站综合自动化系统的通讯方式及选择作者：张慷焕来源：《电子技术与软件工程》2016年第05期摘要本文首先对变电站综合自动化系统常见的通讯形式进行分析，其次就总线型通讯系统各种方案予以比较，最后提出了变电站综合自动化系统常用的通讯系统结构及方式。
【关键词】变电站综合自动化系统通讯系统总线型通讯系统通讯方式数据通信在综合自动化系统中具有极其重要的作用，数据网络应具备快速实时响应能力、高可靠性和优良的电磁兼容性能。
以下将根据变电站的特殊环境和综合自动化系统的要求对通讯形式的各种结构进行分析。
1 各种结构的通讯形式分析通讯系统常见的结构形式有星形结构、环形结构和总线形结构。
1.1 星形结构属于中央控制形，多台计算机与一台主机相连，主机执行集中式通信控制策略，任意两节点间由主机建立通信传输路径。
优点：单个节点故障只影响一个设备，不影响全网；控制方式和访问协议简单；容易检测和隔离故障，可方便的将故障节点从系统中删除。
缺点：当主机故障时整个系统就会瘫痪；如果通信量较多、速度要求高时，主机将成为瓶颈，若采用双机冗余提高可靠性，则系统的复杂程度和成本将会增加。
远动系统采用循环式规约的电力系统，调度端与各厂站的通信通常采用星形结构。
1.2 环形结构由中继器组成，通过点到点链路的闭合环形成局域网络，每个站点都通过一个中继器连接到网络上，每个中继器都与两条链路相连。
每个结点都有控制发送和接收的访问逻辑。
分组发送数据。
常用的传输介质是双绞线，也可以采用同轴电缆和光纤。
优点：传输速度高；同一个环上的不同节点间可用不同的介质连接；传输速率也可不同。
缺点：可靠性差，某个结点故障会阻塞信息通路，引起子网故障；因某一节点故障会使全网不工作，难以诊断故障，需对每个结点进行检测；不易重新配置网络。
1.3 总线形结构通过一条公用的主干链路连接所有站点，两个节点间通过总线直接通信，而且任何时刻只允许两个站点间通信。
此结构具有速度快，延迟和开销小的特点。
DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析
DCS控制系统应用中的抗干扰问题分析DCS控制系统是现代化工自动化生产中的重要组成部分，其应用范围涵盖了化工、石化、电力、冶金等多个行业领域。
在实际应用中，DCS控制系统经常会受到各种外部干扰的影响，这些干扰可能来源于电磁干扰、物理环境变化、人为操作等多个方面，严重干扰可能导致系统运行不稳定、控制失效甚至系统瘫痪。
如何在DCS控制系统应用中解决和抵御各种干扰问题，成为了当前工业控制系统领域中的研究热点之一。
本文将对DCS控制系统中的抗干扰问题进行分析，并提出相应的解决方案。
一、电磁干扰对DCS控制系统的影响电磁干扰是DCS控制系统中常见且严重的干扰源之一。
其种类包括电磁辐射干扰、传导干扰等。
电磁干扰可能来自于外部设备、电力线路、无线电信号、雷电等多个方面，其频率范围也十分广泛。
电磁干扰会对DCS控制系统的传感器、执行元件、通信线路等组成部分造成影响，导致控制系统的工作异常，甚至失效。
电磁干扰不仅会使得传感器接收的信号产生误差，还可能引起控制命令的传输错误，从而对整个生产过程产生严重的影响。
为了解决电磁干扰对DCS控制系统的影响，可以采取一系列的技术手段。
在系统设计阶段应该合理规划布置设备，避免将敏感的传感器和执行元件置于强电磁干扰源附近。
可以采用屏蔽措施，如使用屏蔽电缆、屏蔽罩等设备，阻隔外部电磁干扰。
还可以采用滤波器、隔离器等设备对信号进行处理，消除电磁干扰对系统的影响。
通过以上技术手段的综合应用，可以有效提高DCS控制系统对电磁干扰的抵御能力，保障系统的正常稳定运行。
除了电磁干扰外，物理环境变化也会对DCS控制系统产生一定的影响。
物理环境变化主要包括温度、湿度、气压等因素的变化，这些因素的变化可能会导致系统中的传感器、执行元件的性能产生变化，从而对控制系统的稳定性产生影响。
在特殊工业环境中，如高温、高湿或者腐蚀性环境下，物理环境变化对DCS控制系统的影响尤为突出。
针对物理环境变化对DCS控制系统的影响，可以采取一系列的防护措施。
自动化通信设备的故障分类及检修方法
自动化通信设备的故障分类及检修方法自动化通信设备是指使用自动化技术进行通信控制的设备，它在现代通信系统中起着关键作用。
故障在自动化通信设备中时常发生，影响通信效果和设备正常运行。
为了保证通信设备的稳定性和可靠性，需要对故障进行分类及检修。
下面将详细介绍自动化通信设备的故障分类及相应的检修方法。
1.硬件故障硬件故障包括设备损坏、电路故障等，其主要表现为设备无法正常工作或工作异常。
硬件故障的检修方法包括以下几个步骤：1)检查设备的供电情况，确认设备是否接通电源；2)检查设备的线路连接情况，确认线路是否有松动或断开现象；3)检查设备的线路接口，确认接口是否松动或腐蚀；4)检查设备的电路板，确认电路板上是否有烧毁、松动或腐蚀的元件；5)若硬件故障无法修复，需要更换设备或修复电路板等。
2.软件故障软件故障包括程序错误、系统崩溃等，其主要表现为系统无法正常运行或程序出错。
软件故障的检修方法包括以下几个步骤：1)重新启动系统，检查系统是否能够正常启动；2)检查程序运行状态，确认程序是否卡顿或崩溃；3)查找系统日志，寻找错误信息或异常现象；4)根据错误信息定位问题，修复程序错误或重新安装软件；5)若软件故障无法解决，需要更换软件或更新系统版本等。
3.通信故障通信故障包括信号丢失、信号干扰等，其主要表现为通信中断或通信质量下降。
通信故障的检修方法包括以下几个步骤：1)检查通信设备的连通性，确认设备之间的连接正常；2)检查信号线路的状况，确认线路是否受到干扰或损坏；3)检查信号信号强度，确认信号强度是否正常；4)检查设备的通信协议设置，确认设置是否正确；5)若通信故障无法解决，需要优化信号传输路径或增强信号强度等。
总结起来，自动化通信设备的故障分类主要包括硬件故障、软件故障和通信故障。
对于不同类型的故障，采取相应的检修方法能够更有效地解决问题。
在实际操作中，需要综合运用各种技术手段来分析和解决故障，确保通信设备的正常运行。
关于自动化装置受干扰及抗干扰措施的分析
通过多重检测和比较，提高系统在干扰下的 可靠性。
软件陷阱与看门狗技术
用于防止程序跑飞，确保系统正常运行。
自适应控制算法
根据环境变化自动调整参数，提高系统的鲁 棒性。
其他抗干扰措施
防雷击保护
通过避雷针、浪涌保护器等设备，防 止雷电对自动化装置的干扰。
环境控制
保持自动化装置的工作环境清洁、干 燥、无尘，减少环境因素对设备的干 扰。
未来抗干扰技术的发展趋势
智能化抗干扰技术
利用人工智能和大数据技术，实现对自动化装置运行状态的实时监测和预警，以及自适应抗干扰控制策略的制定和实 施，进一步提高自动化装置的稳定性和可靠性。
集成化抗干扰技术
通过将多种抗干扰技术进行集成，形成综合性的抗干扰系统，实现对自动化装置的多层次、全方位的防护，有效降低 各种干扰因素的影响。
定期维护与检查
定期对自动化装置进行检查和维护， 确保其正常工作。
安全防护措施
采取安全防护措施，如设置安全栅栏 、警示标识等，防止人为因素对自动 化装置的干扰。
04
案例分析与实践经验分享
某工厂自动化装置受干扰案例
案例概述
某工厂的自动化装置在运行过程中频 繁出现异常，导致生产流程中断。经 过调查，发现干扰是导致异常的主要 原因。
详细描述
控制系统不稳定可能是由于传感器信号失真、执行机构故障、控制算法缺陷等 因素引起的。控制系统不稳定可能导致生产过程受到影响，甚至引发安全事故 。
数据传输错误
总结词
数据传输错误是指在自动化装置的数 据传输过程中，数据发生丢失、重复 或乱码等现象，导致数据不能正确地 传输到目的地。
详细描述
数据传输错误可能是由于电磁干扰、 通信线路故障、通信协议缺陷等因素 引起的。数据传输错误可能导致自动 化装置之间的通信受到影响，甚至导 致整个生产线的停产。
SCADA系统运行中存在的问题与对策
SCADA系统运行中存在的问题与对策赵岚（宜昌供电公司变电运行部，湖北宜昌，443000）摘要：对变电站SCADA自动化系统运行中存在的主要问题进行了统计、分析，找出问题的根源，并结合变电站的实际情况，提出了一系列解决方案及改进建议，以指导实现无人值班变电站的良好运行。
关键词：SCADA系统；自动化设备；变电站；无人值班1 引言变电站自动化系统在变电站的广泛应用，对变电站实现保护监控系统升级换代、提高变电站自动化程度、实现调度自动化和建设无人值守变电站及减员增效等方面发挥了积极重要的作用，是电网发展的趋势，值得大力推广。
然而，笔者在使用DF8002型SCADA系统实际运行中，发现了变电站自动化系统出现的一些问题，且下列问题已经影响到变电站整体正常运行。
2 典型问题分析2.1 遥信误发该套SCADA系统现在日常监控12个220kV变电站及21个110kV变电站，经常发生信号误发现象。
遥信误发原因较多，对其中某一变电站缺陷进行统计、分析，发现遥信误发的原因大致分为以下几类：(1)站端远动装置重启时误发遥信。
由于变电站站内与远动装置通信的测控装置或保护装置较多，远动装置在重新启动时往往与调度端的通信先恢复，而与现场各测控单元或保护装置通信滞后，这样就导致与各测控装置通信恢复正常前的短时间内发往调度端的所有遥测、遥信为0，现场本身处于“合”位的遥信就会在主站端产生由“合”到“分”与由“分”到“合”的报警事项，该类误发遥信不带SOE。
(2)现场接线与站端远动装置的参数或站端远动装置与主站参数库定义不一致。
(3)节点抖动。
个别信号因辅助节点受潮锈死、老化及机械等原因出现频繁误发信号。
(4)开关跳闸时发“控制回路断线”信号。
查看事项顺序记录可以发现，“控制回路断线”信号报警在“开关跳闸”信号之前20~60 ms之间，在“开关跳闸”信号之后0~60 ms，该信号自行复位。
对“控制回路断线”信号采样电路进行分析，开关跳闸时，常开辅助节点断开，而跳闸动作需要一定的时间，因此在开关未跳开之前常闭辅助节点没有闭合，这样使合闸回路与跳闸回路同时断开，合闸位置继电器(HWJ)和跳闸位置继电器(TWJ)瞬间均失电，导致发出了“控制回路断线”信号。
工业自动化ProfiNet无线交换机干扰问题分析
第5期0引言近年来,工业自动化网络已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
Pr of i N et作为工业自动化领域中广泛应用的一种通信协议,广泛应用于自动化控制、数据采集、设备监控等众多领域。
然而,随着工业网络规模不断扩大和设备复杂度增加,Pr of i N et网络面临的无线干扰问题也日益突出。
本文旨在对Pr of i N et无线交换机干扰问题进行深入的分析和研究,并提出相应的解决方案。
首先介绍Pr of i N et协议和无线交换机技术的相关背景知识,深入探讨无线干扰的类型、机制和影响;然后,重点分析Pr of i N et网络中的无线干扰问题,并提出相应的检测和诊断方法;接下来,介绍无线干扰消除技术的相关知识,重点探讨Pr of i N et无线交换机的干扰解决方案;最后,总结研究成果并展望未来的工作。
1相关技术背景1.1Prof i N et简介Pr of i N et是一种工业以太网协议,由国际电工委收稿日期:2023-03-18;修订日期:2023-04-20作者简介:刘吉霞(1978—),女,高级工程师,主要从事锻压行业设备电气设计与开发工业自动化Prof i N et无线交换机干扰问题分析刘吉霞,范俊(扬力集团股份有限公司,江苏扬州225127)摘要:Pr of i N et无线交换机作为现代工业自动化领域中的重要组成部分,广泛应用于工业生产和制造过程中。
然而,由于无线干扰的影响,Pr of i N et无线交换机在实际应用中容易出现故障和性能下降等问题。
本文首先介绍Pr of i N et的基本原理和应用场景,然后详细分析了无线干扰的类型、原因、机制以及对网络的影响和危害。
接着,本文从防干扰设计和调试、技术优化和升级、网络管理和监控三个方面提出了Pr of i N et无线交换机干扰解决方案。
具体包括:合理的信道选择、抑制干扰源、增强信号传输等。
最后,本文介绍了一些常用的网络管理和监控方法,包括SN M P 监控、远程管理、事件日志记录、性能监控和配置备份和恢复等。
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在电力电子装置中常需要在恶劣的电气环境中进行远距离通讯，采用RS-485总线是一种比较广泛的做法。
该总线接口电路因硬件设计简单、控制方便、成本低廉、通信速率高等优点广泛应用于监测监控等领域。
但RS-485总线如果在抗干扰、自适应、通信效率等方面处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485 总线的可靠性至关重要。
通常导致RS-485 网络系统故障的因素主要有：线路反射干扰、网络配置不合理、雷击及静电、共模干扰等，为此针对不同的故障原因需要研究不同的解决方法来提高RS-485 系统的可靠性。
本人从技术参数、工程设计、现场实施做出如下总结，来解决目前公司的通讯问题：一、技术参数：1、.网络配置：1.1 拓扑结构RS-485支持半双工或全双工模式。
网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环型或星型网络，最好采用一条总线将各个节点串联起来。
从总线到每个节点的引出线长度尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
图1所示为实际应用中常见的一些错误连接方式(1、2、3) 和更正的连接方式(4、5、6)。
图中前3种不恰当的网络连接尽管在某些情况下(短距离、低速率) 仍然可以正常工作，但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重。
此外，还应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点也会发生信号的反射。
图1 常见正确和错误连接方式1.2.网络节点有关总线上允许连接的收发器数量，标准并没有做出规定，但规定了最大总线负载为32个单位负载。
每单位负载的最大输入电流是1.0mA/-0.8mA，相当于约12KΩ。
为了扩展总线节点数，器件生产厂商增大收发器输入电阻。
例如输入电阻增加至48KΩ以上(1/4 单位负载)，节点数就可增加至128个，96KΩ的输入电阻允许节点数可到256个。
1.3 通信速率信号频率越高，越容易产生反射波干扰。
通常传输速率在(1200～19200) bps之间选取。
理论上，当通讯速度达到100Kbps时，最大通信距离可以达到1200m。
在实际使用时，从通信效率、节点数、通信距离、可靠性等方面综合考虑，在通讯距离为1km时，可选用4800bps。
通信距离1km以上时，应考虑通过增加中继模块或降低速率的方法提高数据传输可靠性。
2.过压瞬变干扰RS-485 收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。
但RS-485接收器差分输入端对“地”的共模电压允许范围为-7V～12V，超过此范围的过压瞬变可能会损坏器件。
引起过压瞬变的来源通常是雷电、静电放电、电源系统开关干扰等。
静电放电电压可以高达数千伏，可以使工作中的器件产生闭锁而不能运行或使器件受损；而雷电感应在RS-485传输线上引起的瞬变干扰，可在瞬间烧毁连接在传输线上的全部器件。
2.1 共模干扰RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。
但收发器的共模电压有一定范围，当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。
以图2为例，当发送驱动器A 向接收器B发送数据时，发送驱动器A的输出共模电压为V1，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在着地电位差V3。
那么，接收器输入端的共模电压V2就会达到V2=V1+V3。
RS -485标准规定V1 ≤3V，但V3可能会有十几伏甚至数十伏，并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入V2超出正常范围，轻则影响正常通信，重则损坏通信接口电路。
图2 共模干扰示例因此，尽管RS-485采用差分平衡传输方式，但对整个RS-485网络，必须有一条低阻的信号地。
一条低阻的信号地将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压被短路。
这条信号地可以是额外的一条线（非屏蔽双绞线），或者是屏蔽双绞线的屏蔽层，这是最通常的接地方法。
通常有两种方式可以获得理想的共地效果：一种是将数据地从主器件的地中隔离出来；另一种就是将器件所有的“地”引脚以低阻抗的形式连接到大地。
但是这种做法仅适用于高阻型共模干扰；当共模干扰源内阻较低时，会在接地线上形成较大的环路电流，影响正常通信。
此时可以采取以下三种措施：(1) 如果干扰源内阻不是非常小，可以在接地线上加限流电阻以限制干扰电流。
接地电阻的增加可能会使共模电压升高，但只要控制在适当的范围内就不会影响正常通信。
(2) 采用浮地技术，隔断接地环路。
这是较常用也是十分有效的一种方法，当共模干扰内阻很小时加限流电阻已不能奏效，此时可以考虑将引入干扰的节点浮置起来，也就是系统的电路地与机壳或大地隔离，这样就隔断了接地环路，避免形成很大的环路电流。
这也是我们遇到多雷电地区需采取的方法。
(3) 采用隔离接口。
有些情况下,出于安全等方面的考虑,电路地必须与机壳或大地相连，不能悬浮,这时可以采用隔离接口来隔断接地回路。
通常使用光电耦合器实现隔离接口。
这种方式对数据线无额外负载，但需要独立的电源供应，复杂性高，而且对持续的瞬变不敏感。
在高速数据传输时相应地应采用高速光耦如6N137。
实现隔离保护通常有两种方式：一是用独立的光耦、带隔离的DC-DC、RS-485芯片搭建电路；二是使用片内已集成了光耦的二次集成芯片如MAX1480等。
这种方案的优点是可以承受高电压、持续时间较长的瞬态干扰，实现起来也比较容易，缺点是成本较高。
2.2 抗静电及雷击前文提到的信号接地措施，只对低频率的共模干扰有保护作用，对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了。
由于传输线对高频信号而言就是相当于电感，因此对于高频瞬态干扰，接地线实际等同于开路。
这样的瞬态干扰虽然持续时间短暂，但可能会有成百上千伏的电压。
实际应用环境下还是存在高频瞬态干扰的可能。
一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏RS-485通信接口。
对于这种瞬态干扰可以采用隔离或旁路的方法加以防护。
(1) 隔离保护方法。
这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，由于隔离层的高绝缘电阻，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。
通常采用高频变压器、光耦等元件实现接口的电气隔离。
(2) 旁路保护方法。
这种方案利用瞬态抑制元件（如TVS、MOV、气体放电管等）将危害性的瞬态能量旁路到大地，优点是成本较低，缺点是保护能力有限，只能保护一定能量以内的瞬态干扰，持续时间不能很长，而且需要有一条良好的连接大地的通道，实现起来比较困难。
实际应用中是将上述两种方案结合起来灵活加以运用。
3 反射波干扰.电信号在沿导线传输过程中，由于导线的分布电感、电容及电阻的存在，各节点的电信号并不能马上建立，而是有一定的滞后，离起点越远，电压波和电流波到达的时间越晚。
电压波与电流波在传输过程中会产生一个与入射信号波方向相反的行波，通常称为反射波。
信号的多次反射大大延长了信号的传输时间，降低了电路的噪声容限。
导致信号反射的原因主要有阻抗不连续和阻抗不匹配。
当阻抗不连续时，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。
为有效消除这种反射波的干扰，需要在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续，这种方法也称为总线匹配。
由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端也要跨接一个同样大小的终端电阻。
总线匹配通常有两种方式，一是加匹配电阻，如图3(1)所示。
位于总线两端的差分端口之间跨接匹配电阻，以有效地抑制噪声干扰。
通常双绞线特性阻抗大约在100Ω至130Ω之间[4] 。
但匹配电阻要消耗较大电流，不适用于功耗限制严格的系统。
另外一种比较省电的匹配方式是RC匹配，如图3(1)所示。
利用电容C可以隔断直流成分的特性可以节省大部分功率，但匹配效果不及阻抗匹配。
实际应用中需要在功耗和匹配质量间进行权衡。
图3 总线匹配方式引起信号反射的另一个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。
信号反射对数据传输的影响，是因为反射信号触发了接收器输入端的比较器，使接收器收到了错误的信号，导致CRC校验错误或整个数据帧错误。
要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。
在通讯波特率比较高的时候，在线路上加偏置电阻是很有必要的。
此外，信号频率越高，越容易产生反射波干扰。
在信号频率确定的条件下，通常采用阻抗匹配法消除反射波干扰。
4 失效保护RS-485标准规定了接收器门限为±200mV，这样规定能够提供比较高的噪声抑制能力，但由于主机在发送端发完一个信息数据后，会将总线置于第三态，即总线空闲时没有任何信号驱动总线，使AB之间的电压在-200～+200mV直至趋于0V，这带来了一个问题：接收器输出状态不确定。
如果接收器的输出为0V，网络中从机将把其解释为一个新的启动位，并试图读取后续字节，由于永远不会有停止位，将不再有设备请求总线，网络陷于瘫痪状态。
除上述所述的总线空闲会造成两线电压差低于200mV的情况外，开路或短路时也会出现这种情况。
故应采取一定的措施避免接收器处于不确定状态。
图4 利用偏置电阻实现的失效保护通常是在总线上加偏置，使得总线空闲或开路时，也能有一个确定的状态（差分电压≥-200mV）。
如图4所示，偏置电阻将A下拉到地，将B上拉到5V，电阻的典型值是1kΩ，具体数值随电缆电容的不同而不同。
上述方法是比较经典的方法，但它仍然不能解决总线短路时的问题，有些厂家将接收门限移到-200mV/-50mV，可解决这个问题。
例如Maxim公司的MAX3080系列RS-485接口，不仅省去了外部偏置电阻，而且解决了总线短路情况下的失效保护问题。
RS-485 总线具有许多优良的特性，如较高的噪声抑制、较宽的共模范围、可以长距离传输、能够进行冲突保护等，在设计之初进行总体规划并且通过合理的进行网络布局、连续的信号通道、周全的保护等措施，就可以建立一个可靠的应用广泛的RS-485网络。
本文将RS-485总线理论应用到实际系统中，针对不同的情况，分析提出了不同的解决措施，以提高恶劣电气环境下远距离通讯的可靠性。
二、采购、工程设计、组屏方面的解决方案：1、通讯线一定要采用屏蔽双绞线，坚决不能用屏蔽普通电缆，因为很多现场通讯就是通讯线距离太长造成电阻大而分压，在总线上带多个设备使通讯不稳定，如甘肃菠萝水电站、怀化锦江水电站等就出现此类现象，屏蔽双绞线阻值却很小，适合RS-485总线通讯。
2、装置通讯线布局设计坚决不能采用星型和多点星型，目前不管是工程部还是水电部工程项目全部是按星型设计（多个通讯装置的TX+，TX-全并在通讯端子上，这是严重错误）我们应采用手牵手式的总线结构，屏体左右均设网入和网出通讯端子，使装置与装置、屏与屏符合总线结构。