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安防施工规范及注意事项2012.062HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumber议程Agenda安全防范施工规范2传输系统的介质1.2防雷、接地系统1.4电源供应系统1.3现场总线的基本概念1.1基础知识1故障排查办法及步骤3附表43HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumber现场总线概念现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。现场总线控制系统既是一个开放通信网络，又是一种全分布控制系统。现场总线支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电和通信，并可以满足安全防爆的要求。现场总线发展的种类较多，约有40余种。包括：基金会现场总线（FF）、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART等。每种总线大都有其应用的领域。4HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485总线RS-485标准是美国EIA(电子工业联合会)公布的串行通信协议，采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线。它比RS-232标准信号传输距离长、速度快、抗干扰性能好，广泛应用于各种工业、楼宇、能源等领域。因为RS-485的远距离、多节点（32个）以及传输线成本低的特性，使得EIARS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。具体规格要求：-接收器的输入电阻RIN≥12kΩ；-驱动器能输出±7V的共模电压；-输入端的电容≤50pF；-在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V；-接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号“0”；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号“1”）。5HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485总线结构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，不支持环形或星型网络。最好采用一条总线将各个节点串接起来，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。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485中继器才可以。RS485工业总线标准要求各设备之间采用菊花链式连接方式，两头必须接有120Ω终端电阻（如图1）。简化连接可采用图2，但“D”段距离不得超过7米图1图26HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485总线结构RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。星型结构总线结构7HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485总线传输介质1、485信号线应为双绞线，最好在外面加上屏蔽层作为地线，将485网络中485设备连接起来，并且在一个点可靠接地。2、应优先采用各系统独立供电方案，最好不要采用一台大电源给系统并联供电，同时电源线（交直流）不能与RS-485信号线共用同一股多芯电缆。3、RS-485信号线宜选用截面积0.75mm2以上双绞线而不是平直线。对于每个小容量直流电源选用线性电源比选用开关电源更合适。4、485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，如果485总线的传输距离如果超过100米建议施工时在485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。5、如果485总线上的485设备比较多的话，建议使用带有电源的485转换器，无源型的485转换器由于是从串口窃电，供电能力不是很足，负载能力不够。8HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485总线选型当使用0.56mm2（24AWG）双绞线作为通讯电缆时，根据波特率的不同，最大传输距离理论值如下表：9HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485布线施工1、485信号线不可以和强电电源线一同走线；2、485信号线不可以使用平行线、非屏蔽线作为布线。应采用屏蔽双绞线布线；3、485信号线不可以使用普通的超五类屏蔽双绞线；4、485布线不可以任意布设成星型接线与树形接线。485布线规范是必须要手牵手的布线，一旦没有借助485集线器和485中继器直接布设成星型连接和树形连接，很容易造成信号反射导致总线不稳定；5、485总线必须要接地。在很多技术文档中，都提到485总线必须要接地，但是没有详细的提出如何接地。严格的说，485总线必须要单点可靠接地。单点就是整个485总线上只能是有一个点接地，不能多点接地，因为将其接地是因为要将地线（一般都是屏蔽线作地线）上的电压保持一致，防止共模干扰，如果多点接地适得其反。10HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485故障处理办法RS-485是一种低成本、易操作的通信系统，但是稳定性弱、同时相互牵制性强，通常有一个节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪，而且又难以判断。下面是几种常用的故障处理办法：1、若出现系统完全瘫痪，大多因为某节点芯片的VA、VB被电源击穿，使用万用表测VA、VB间差模电压为零，而对地的共模电压大于3V，此时可通过测共模电压大小来排查；2、总线连续几个节点不能正常工作。一般是由其中的一个节点故障导致的。一个节点故障会导致邻近的2～3个节点（一般为后续）无法通信，因此将其逐一与总线脱离，如某节点脱离后总线能恢复正常，说明该节点故障；3、集中供电的RS-485系统在上电时常常出现部分节点不正常，但每次又不完全一样。这是由于对RS-485的收发控制端TC设计不合理，造成系统上电时节点收发状态混乱从而导致总线堵塞。改进的方法是将各系统加装电源开关然后分别上电，或者采用电源隔离做法。4、系统基本正常但偶尔会出现通信失败。一般是由于网络施工不合理导致系统可靠性处于临界状态，最好改变走线或增加中继模块。应急方法之一是将出现失败的节点更换成性能更优异的芯片。或者增加485中继器使用。11HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberCAN总线CAN总线(ControllerAreaNetwork)是由德国Bosch公司于20世纪80年代专门为汽车电子控制系统开发的一种串行数据通信协议，特别适合应用于分布式控制或实时控制领域。它的应用范围遍及高速网络和低成本的分布式控制系统。CAN具有以下特点:-无破坏的依据优先权的仲裁;-多主站点依据优先级进行总线访问;-严格的错误检测和界定;-支持远程数据请求;-借助接收滤波的多地址帧传送;-通信介质多样，组合方式灵活;-全系统数据兼容，系统灵活;-最远传输距离为10Km(总线传输速率为5kbps)，最大传输速率为1Mbps(总线传输距离为40m)。12HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberCAN总线结构CAN总线采用总线式拓扑结构。各节点可以像以太网节点那样直接挂接在一条主干线上。CAN采用两芯线缆，有极性连接。CAN总线网络也可以通过一个三通节点构成层次结构，呈现树型拓扑。对于采用电缆介质的CAN总线网络，总线末端要设有匹配阻抗，防止反射产生驻波。•单根支线最大长度≤50m。•本段CAN总线上累计支线总长度≤250m。总线有分支时，应该适当减少联接的设备数量和适当降低传输距离。CAN总线一般都是利用在环境比较恶劣，控制室与现场比较远的场合。13HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberCAN总线传输介质CAN协议标准中规定了CAN总线支持的两种传输介质--双绞线和光纤。目前，绝大多数CAN总线系统采用的都是双绞线传输。光纤一般应用于大容量、高速率的传输中，对于CAN总线这种传输速率较低、数据量较小的现场总线通信，光纤传输的优势得不到完全发挥，因此光纤传输的应用还不多。CAN总线不宜在强干扰、高速率、远距离的场合下使用双绞线作为传输介质。CAN协议支持光纤作为传输介质，而光纤信号的传输则是单向的，因此最简单实用的方法是在某些总线支路上采用光纤介质，整个CAN网络为双绞线和光纤两种传输介质混合使用的方式。作为传输介质，光纤在抗干扰性、传输容量、速率等方面具有许多比双绞线优良的特性。因此，在某些环境恶劣、地理分布范围较广、速率要求较高的CAN总线系统中，可以在相应的支路上使用光纤传输，从而保证整个CAN网络的性能。14HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberCAN总线传输介质CAN总线线材建议按下表选型：总线无分支时根据经验，建议系统设计时按下表控制总线上的联接设备的数量：15HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberCAN总线传输介质CAN总线与其他总线相比有如下特点：-它是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，且节点机之间也可进行通信;-通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps;-CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作;-CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。-数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令，工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性;基于CAN总线技术的远程分布式智能控制系统，可运用在被监控单元设备分散而且间距相对较远，如几公里范围内的复杂系统监控上。主机与多个智能终端组成的网络系统可有效地满足工业过程的自动控制需要。16HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumberRS485与CAN总线区别CAN总线是当前应用最为广泛的现场总线之一，而RS-485总线则是常用的串行总线。17HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumber议程Agenda安全防范施工规范2传输系统的介质1.2防雷、接地系统1.4电源供应系统1.3总线的基本概念1.1基础知识1故障排查办法及步骤3附表418HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumber视频监控系统传输介质视频连接线，简称视频线，由视频电缆和连接头两部分组成，其中：视频电缆是特征阻抗为75Ω（欧）的同轴屏蔽电缆，常见的规格按线径分为SYV75-3、SYV75-5、SYV75-7和SYV75-9等几种，按芯线分有单芯线和多芯线两种，连接头的常见的规格按电缆端连接方式分有压接头和焊接头两种，按设备端连接方式分有BNC（俗称卡头），RCA（俗称莲花头）两种。视频线最大传输距离如下表：19HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumber视频监控系统传输介质视频信号传输电缆应满足下列要求：1、应根据图像信号采用基带传输或射频传输，确定选用视频电缆或射频电缆；2、所选用的电缆防护层应适合电缆敷设方式及使用环境的要求（如气候环境、是否存在有害物质、干扰源等）；3、室外线路，宜选用导体内径为9mm的同轴电缆，并采用聚乙烯外套；4、室内线路距离超过500米，宜选用导体内径为7mm的同轴电缆，并采用防火的聚乙烯外套；5、终端机房设备间的连接线，距离较短时，宜选用导体内径为3mm或5mm的同轴电缆，且具有密编铜网导体的同轴电缆；6、电梯轿厢的视频同轴电缆应选用电梯专用电缆。20HONEYWELL-CONFIDENTIALFileNumber视频线与射频线的区别理论上，两种线材都可以互换，没有问题，都能达到技术上需要的特定要求。用于闭路电视监控上的SYV视频线，由于闭路电视监控系统一般采用点对点直接传输视频信号，没有外加的调制设备，它的屏蔽性能（抗干扰性能）主要是依靠