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RS485通信链路与电子护栏

发布时间:2020-06-30 20:07:19 阅读: 来源:扫地机厂家

摘要:EVAL-CN0313-SDPZ 是业界首个EMC兼容RS-485接口设计工具,可提供针对IEC61000-4-2 ESD、IEC61000-4-4 EFT和IEC61000-4-5电涌的四级保护。工程师可在设计周期之初考虑EMC问题,从而降低该问题导致的项目延误风险。

本文引用地址: 有关RS485 EMC鲁棒性的演示

在工业与仪器仪表应用(I&I)中,常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据。RS-485总线标准是I&I应用中使用最广泛的物理层总线设计标准之一。RS-485的应用包括:过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化(例如,暖通空调(HVAC)、保安系统)、电机控制和运动控制。

在这些实际的系统中,雷击、电源波动、感应开关和静电放电会通过产生较大瞬变电压对通信端口造成损害。设计人员必须确保设备不仅能在理想条件下工作,而且能够在实际可能遇到的恶劣环境下正常工作。

我们的示例带有机械臂控制,并使用电子护栏增能器直接将真实浪涌脉冲施加在通信线路上,以此演示RS-485网络解决方案的稳定性。

2 演示网络

在电机控制网络上演示RS-485 EMC保护电路和EVAL-CN0313-SDP设计工具,该网络由三个节点组成:一个机械臂控制节点、一个远程控制例程节点以及一个监控来自PC总线数据的节点。机械臂节点通过ADuC7128微控制器的PWM输出信号控制机械臂中的伺服电机,微控制器通过ezLINX板上的CAN接收控制信息并作出响应,通过RS-485 EMC板上的UART转换至/自RS-485数据。远程控制例程包括一个BF548 EZ-KIT,允许选择触摸屏和回放例程,并再次通过CAN接口和ezLINX板转换至/自RS-485。PC节点包含系统演示平台板,通过USB与PC软件对接;还包含UART接口,可与RS-485 EMC板对接。图1显示了带有电子护栏增能器的三节点网络功能框图。

来自电子护栏增能器的8kV瞬态电压会直接注入通信总线的A和B线路(波形如图2所示)。该设备设计为可电气化60 km护栏(如将牲畜围在某一区域内)。由于本演示是将PCB裸板安装在Perspex显示屏上,不提供用于PCB接地的接地底座,因此将接地电缆屏蔽层连接至PCB接地,提供最直接的接地回路。切断开关(图3照片中心位置的黄色部分)提供耐高压的机械开关,用于两次演示之间断开护栏增能器。这样,增能器就可以累积足够的电荷用于下一次演示的全8kV放电。

耦合瞬态电压后,可以直接观察到气体放电管(GDT)的动作,因为每次放电都会点亮气体放电管(GDT),与护栏增能器产生的听得见的咔嚓声同步。这些GDT将瞬态产生的主要能量分流至地,但仅在瞬态电压抑制器(TVS)以及全集成式浪涌保护器(TISP)作出更快速的响应之后才会执行该操作,从而使全部三种类型的保护器件共同作用,保护ADM3485 RS-485收发器。

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