Mnogi inženirji so poročali, da lahko komunikacija RS485 v merilnikih energije včasih ne uspe zbrati podatkov, kar zahteva več poskusov. Ta težava je morda povezana z neustrezno zasnovo elektromagnetne združljivosti (EMC).
EMC: Nevidni varuh komunikacij
EMC (elektromagnetna združljivost) se nanaša na zmožnost naprave ali sistema, da normalno deluje v svojem elektromagnetnem okolju, ne da bi povzročal nedopustne elektromagnetne motnje kateri koli drugi napravi v tem okolju.
EMC je ključnega pomena za industrijsko opremo, kot je nprštevci električne energije. To ni le temeljna zahteva za izpolnjevanje nacionalnih predpisov in certifikatov za dostop do trga (kot so CE, FCC in 3C), ampak je tudi ključnega pomena za zagotavljanje stabilnega in zanesljivega delovanja izdelka v zapletenih elektromagnetnih okoljih in preprečevanje varnostnih incidentov.
Pogoste težave pri komunikaciji RS485
Pogoste težave z motnjami v komunikaciji RS485 za števce energije izvirajo predvsem iz naslednjega:
- Zunanje elektromagnetne motnje: merilniki energije so pogosto nameščeni v zapletenih industrijskih okoljih, ki so lahko izpostavljeni virom motenj, kot so pretvorniki in zaganjalniki motorjev. Ta šum se lahko poveže v komunikacijske linije.
- Napake v ožičenju: uporaba kablov z nepredvitimi-paricami, neozemljenimi oklopi in vzporednim ožičenjem z visoko{1}}napetostnimi vodi lahko zmanjša odpornost sistema na motnje.
- Prenapetostni sunki: Strela ali obratovalne prenapetosti lahko povzročijo prenapetosti. Oddajniki-sprejemniki RS485 delujejo pri nizki napetosti (okoli 5 V) in imajo zelo omejeno napetostno toleranco (-7 V do +12 V). Prenapetosti jih lahko zlahka poškodujejo.
Samo-diagnosticiranje komunikacijskih težav RS485 z električnimi števci
Preverite napeljavo: Ali uporabljate oklopljen kabel s prepleteno{0}}parico? Ali je oklop na enem koncu trdno povezan z ozemljitvijo?
Ali lahko kateri koli kabel s prepleteno parico deluje z RS485? Narobe! Najprej morate uporabiti kabel s prepleteno-žico z oklopom. Ta ščit deluje kot "neprebojni jopič" za signal. Najpomembneje je, da mora biti ta "neprebojni jopič" ozemljen. Številne napake nastanejo, ker oklop visi ohlapno ali le rahlo stisnjen, ne da bi bil povezan s tlemi. To dejansko ustvari puščajoči oklep okoli signala, ki omogoča prodor motenj. Ne pozabite, da je neozemljen ščit enakovreden brez oklopa.
Preverite ozemljitev: Ali sta digitalna in zaščitna ozemljitev ločeni? Ali je ohišje naprave ozemljeno?
Tla niso le stvar njihovega povezovanja. Najbolje je, da ločite digitalno ozemljitev (ozemljitev čipa) in analogno ozemljitev (ozemljitev oklopa), da preprečite, da bi šum iz digitalnega vezja ušel skozi ozemljitveno žico in motil analogni signal. Še pomembneje pa je, da mora biti kovinsko ohišje naprave zanesljivo ozemljeno. To vse pomembne motnje (kot so udari strele in nihanja električnega omrežja) usmeri pod zemljo, namesto da bi jim omogočilo kroženje v vezju. Brez ustrezne ozemljitve je vsa zaščita neuporabna.
Preverjanje zaščite: Ali so zaščitne komponente pravilno izbrane? Je naročilo "najprej zaščita, potem čip"?
Dodajanje zaščitnih vezij (kot so TVS diode in plinske cevi) vmesniku RS485 je primerno, vendar sama namestitev ne zagotavlja učinkovitosti. Te zaščitne komponente delujejo na hierarhični način (podobno kot če bi varnost najprej blokirala promet, nato SWAT). Izbrati jih je treba glede na pričakovano intenzivnost motenj na lokaciji. Poleg tega se mora njihova postavitev držati vrstnega reda "najprej zaščita, nato filtriranje": signali morajo preiti skozi zaščitne komponente, preden vstopijo v vaš čip.
Zaključek
Elektromagnetne motnje so vseprisotne v industrijskih okoljih. Čeprav komunikacija RS485 uporablja diferencialni prenos, ki zagotavlja določeno stopnjo odpornosti proti motnjam, lahko neuspeh pri dajanju prednosti zasnovi EMC v aplikacijah števcev energije še vedno povzroči tveganje nestabilne komunikacije, izgube podatkov in celo poškodb opreme.