一、 概述
一些变电站选用支撑多节点远距离通讯的RS-485总线作为部分监控体系的通讯网络，可是因为485总线的物理结构决议了在变电站强电磁环境的通讯过程中需求处理其节点间存在的彼此搅扰这一标题，以此前进体系的可靠性。
二、 节点间的彼此搅扰对总线的影响
485总线上一切的下位机同享一个信号通道，这种物理结构添加了节点间的公共阻抗耦合，节点之间产生彼此搅扰，因而在很大程度上下降了体系的可靠性。
首要，变电站的变压器、中控室以及输电线都会经过辐射在四周的通讯线上感应出搅扰电压，咱们在对485总线上某一节点A测量时发现：
测量成果显现：节点间的电磁耦合对感应电压的幅值及频率都有很大影响。因为通讯线为双绞线，两根通讯线上的感应电压可认为幅值及相位均相同的共模电压。可是双绞线的歪曲不可能彻底一致，节距也不尽持平，所以线间会呈现差模电压。依据文献[1]供给的测量共模电压累计概率分布图及概率公式，计算出 共模电压落进差模电压的概率为 ，而485驱动/接纳器接纳到 的电压时就会动作。因而，节点间的彼此搅扰添加了共模电压数值以及呈现差模信号的份额，然后增大体系误动作的概率。
其次，变电站变压器开关动作时将产生瞬变电磁场。图1、图2为某500kV变电站阻隔开关断开时，某操控信号线中感应出的暂态电压电流波形。
图 1 操控线中的暂态电压
图 2 操控线中的暂态电流
能够看出，变压器四周或许与之相连节点的信号线上的瞬间感应电压/电流均远高于485驱动/接纳器的阈值电压(12V)/电流(250mA)，因而，没有杰出的限压设备将焚毁节点的485驱动/接纳器，更风险的状况是，总线上其它的节点将经过公共回路的耦合，必定感应出相同幅值的高压，使总线上一切的节点都遭到影响。
最终，变电站室外通讯电缆屏蔽层会因为天然磨损、施工不妥或歹意损坏等要素，呈现两根通讯线短接，致使总线上一向处于逻辑0的状况。依据RS-485协议，下位机把其解释为一个新的数据开始位而且企图读取后续的数据位，因为永久不会有中止位, 这便会产生一个帧过错成果,因而也就不会再有节点恳求总线，网络将陷于瘫痪状况。
三、 处理办法
虽然能够经过改进变电站现场作业环境，下降电磁污染，添加限压设备以及运用短路偏置等办法前进RS-485总线的安稳性，可是，不从根本上往阻隔呈现毛病的节点，整个总线体系都将无法作业，因而只要前进总线本身的可靠性，才干确保体系安稳作业。基于此，本文所提出的485 HUB 星型总线一方面从物理结构上彻底阻隔节点，一起还从软件上前进抗搅扰才能，削减彼此间搅扰。
3.1 物理阻隔
485 HUB中，选用与下位机数目相同的485驱动/接纳器，别离与一切节点逐个对应，各自独立完本钱节点的发送/接纳数据包的使命。首要，HUB上的单片机截获上位机发送的数据包，进行地址承认后，操控HUB中与这个地址节点相对应的485驱动器输出使能端，再将截获的数据包原封不动的发送给驱动器，发送完成后，主动将驱动器转换为接纳器，等候下位机的反应信息。HUB中其它485驱动/接纳器的使能端没有遭到操控指令，不改动状况，只要选通的节点独立通讯。
结构示意图：
3.2 软件设计
在程序中加进信息的多重断定、主动查验、体系运转状况监督与产生毛病时的主动康复等句子，一旦呈现差模搅扰导致的误码和乱码，经过程序辨别后，能够直接屏蔽。
为了避免搅扰导致程序失控陷进死循环，选用时刻监督器Watchdog芯片Max813L，监控程序的运转以及单片机的电源供电。
软件流程图：
3.3 数据阻隔
数据阻隔的意图是从电路上把搅扰源和易受搅扰的部分阻隔开，使现场履行设备与上位操控主机坚持信号联络，但不直接产生电的联络。在485 HUB中，在反应信息的回路中加进高速光电耦合阻隔器6N137，使夹杂在输进开关量中的各种搅扰脉冲都被挡在输出回路的一侧。
运用485 HUB后，再次测量相同方位的节点A，其测量值如下表：
1. 从测量值中能够看到，485 HUB中节点之间的搅扰显着减小，物理阻隔确保了节点的独立性。
2. 经过实验验证，485 HUB中即便某节点产生短路毛病，其它节点仍能正常作业。
3. 因为变电站的实际状况，本次测验没有捕捉到变压器开关动作时HUB端的感应电压，但经过实验室环境模拟，当高于驱动器阈值的瞬态脉冲电压呈现在某路节点的通讯线上时，其它节点没有遭到搅扰。
因而，485 HUB星型总线确保了当一路节点呈现强电磁搅扰或短路标题时，不会影响总线的其它节点，前进了MTBCF ，下降了MTTR，体系的可靠性得到改进。
四、 定论
就其物理结构而言，这种485 HUB星型总线不同于传统意义上的485总线，每个485驱动/接纳器并没有完成一发多收的总线功用，而是以点对点的星型衔接完成了485 HUB的功用，能够说本方案中体系可靠性的前进是以添加485驱动/接纳器的数目为价值的。可是，485 HUB结构简略，对作业环境要求不高，其高可靠性和安稳性特别适用于变电站这种长途操控体系，因而就其性价比而言，超过了传统的485总线。
RS-485 HUB星型总线现已运用在一些变电站长途操控体系中，运转安稳，抗搅扰才能较之曾经有所前进，能够满意现场要求。
参考文献：
[1] 禄贵祯 蒋克华 通讯体系中的电磁兼容理论与技能[M] 北京播送学院出版社 2000
[2] Jan Axelson (著) 精英科技 (译)串行端口大全[M] 中国电力出版社 2001
[3] 孙竹森 张禹芳 张广州等 500KV变电站的电磁打扰和防护办法的研讨(一) 高电压技能[J] 2000年2月
