柴发机组通讯信号线束的型号、标准及影响条件

　　摘要：通讯电缆通常受外界干扰小，通信容量较大，传输频带较宽，但不易检修。在进行发电机通信电缆电阻检测时，在测量前必须把待测部件断电，为此应断开柴油发电机起动蓄电池的接线分钟，直到系统中的所有电容器放完电。发电机通信电线信号仅仅用于装置本身的通讯，对于技术人员来说，领悟柴发机组总线通信更是排除装备故障技术优先项。因此，康明斯公司也在本文中总述了RS-485总线规范，描述了影响RS-485总线通信速率和通信可靠性的三个条件，同时提出了相应的解决步骤并研究了柴发机组总线负载能力和传输距离之间的主要关系。

　　      参数线适配器与计算机交互时需要使用串行电缆，其各触针用途如图1所示。操作测试导线）可防止串行电缆触针故障。

　　      测量电阻时，在串行电缆阴端触针1上插入测试导线，并将其与万用表表笔连接，将另一根测试导线连接到串行电缆阳端触针1，并将其连接到万用表表笔。测定电阻时，万用表必须显示闭路（10Ω或更小）。对触针2至触针9重复电阻测量程序。万用表必须在每个触针上显示为闭路（10Ω或更小）。如果电路不是闭路，应更换串行电缆。

　　      为了防止损坏插头触针，应在8针插头上操作零件号为3823993的测试导线的测试导线针插头上使用测试导线）。

　　      测量8针接头中每个触针与9针和/或3针插头中相应位置之间的电阻，万用表必须显示为闭路（10Ω或更小）。如果电路不是闭路，应替换基准标定线束。

　　      为防范对插头触针造成故障，应在8针插头上操作测试导线）。确定基准标定电缆的ECU插头需要适当的测试导线。

　　      检测8针插头中的每个触针与其在ECM插头中相应位置之间的电阻，万用表必须显示为闭路（10Ω或更小）。如果电路不是闭路，应替换基准标定电缆。

　　1-J1939参数通信（＋）  2-J1939参数通信（屏蔽） 3-电瓶（＋） 4-蓄电池（-）5-钥匙开关

　　      9针参数通信电缆和操作室内的9针数据通信接口如图4所示。

　　      为了防止故障插头触针，应在9针Deutsch上操作零件号为3823993的阳性测试导线的阳性测试导线。

　　      检测9针插头中触针A、B、C、D、E、F和G与所示的25针插头中相应位置之间的电阻，万用表必须显示闭路（10Ω或更小）。如果不是闭路，应更替参数通信电缆。

　　A-搭铁 B-蓄电池（＋） C-J1939参数通信接口（-） D-J1939数据通信接口（＋）E-J1939数据通信接口（屏蔽）F-J1587/J1708数据通信接  G-J1587/J1708数据通信接口（-） H、J-开路

　　A-搭铁 B-蓄电池（＋） C-J1939数据通信接口（-） D-J1939数据通信接口（＋）E-J1939参数通信接口（屏蔽）F-J1587/J1708参数通信接  G-J1587/J1708数据通信接口（-） H、J-开路

　　      6针参数通信电缆和6针操作室内数据通信插头如图5所示。

　　      为防范损坏插头触针，应在6针插头上操作零件号为3824811的阳性测试导线的阳性测试导线。

　　      测定6针插头中触针A、B、C和E与所示的25针插头中相应位置中的电阻，万用表必须显示闭路（10Ω或更小）。如果电路不是闭路，应更替参数通信电缆。

　　A-J1587/J1708数据通信接口（＋） B-J1587/J1708数据通信接口（-）  C-蓄电池（＋） F-打开  E-搭铁

　　A-J1587/J1708数据通信接口（＋） B-J1587/J1708参数通信接口（-）  C-蓄电池（＋） F-打开  E-搭铁

　　      3针参数通信电缆如图6所示。 

　　      为防范故障接头触针，应在25针插头上操作阳性测试导线针插头上使用阳性测试导线针电源插头上操作阳性测试导线）。

　　      测定3针插头中触针A、B和C与所示的25针插头中相应位置之间的电阻，测定2针电源插头中触针D和E与所示的5针插头中相应位置之间的电阻，万用表必须显示闭路（10Ω或更小）。如果电路不是闭路，应更换参数通信电缆。

　　      为预防故障插头触针，应在3针插头上使用两根阳性测试导线）。

　　      测定主干电缆一端的触针A与主干电缆另一端触针A之间的电阻，对触针B和触针C重复同一方式。万用表必须显示闭路（10Ω或更小），如果不是闭路，应更替主干电缆。检测电缆任意一端的触针A和触针B之间的电阻，以测定终端电阻。终端电阻必须为50～70Ω。

　　      为预防损坏插头触针、应在3针插头上使用两根阴性测试导线）。

　　      测量变换电缆一端的触针A与另一端的触针A之间的电阻，对触针B和触针C重复同一程序。万用表必须显示闭路（10Ω或更小），如果电路不是闭路，应替换变换电缆。

　　      在智能化领域，随着分布式控制装置的发展，迫切需要一种总线能适用远距离的数字通信。在RS-422标准的基础上，EIA讨论出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的RS-485总线标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要点：

　　（4）在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情形下，驱动器至少还能输出电压1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的数据有关）;

　　（5）接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号“0°；（V+）-（V-）≤0.8V，表示信号“1”。

　　      因为RS485的速距腐号多帮点（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。

　　      在通信程序中，有两种信号会引起信号反射，分别为阻抗不持续和阻抗不匹配。

　　      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致使反射，如图9a所示。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。排查这种反射的程序泰州康明斯发电机，就必须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。因为信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻，如图9b所示。

　　      从理论上小议，在传输电缆的末端只要跨接了与电缆特点阻抗相匹配的终端电阻，就再也不会产生信号反射情形。但是，在实现运用中，因为传输电缆的特点阻抗与通讯波特率等运用环境有关，特征阻抗不可能与终端电阻完全相等，因此或多或少的信号反射还会存在。引起信号反射的另个起因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种因由致使的反射，具体表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。

　　      信号反射对参数传输的危害，归根结底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，致使CRC校验“非法”或整个参数帧错误。

　　      在信号分述，衡量反射信号强度的数据是RAF（Refection Attenuation Factor反射衰减因子）。它的计算公式如式（1）。

　　      例如，由实验测得2.5MHz的入射信号正弦波的峰-峰值为+5V，反射信号的峰-峰值为+0.297V，则该通讯电缆在2.5MHz的通讯速率时，它的反射衰减因子为：

　　      RAF=201g（0.297/2.5）=-24.52dB要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采取噪音抑制和加偏置电阻的程序。在实际运用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常选取加偏置电阻的方法。

　　      第二个危害信号传输的条件是信号在电缆的传输流程中衰减。一条传输电缆可以把它看出由分布电容、分布电感和电阻联合构造的等效电路，如图10a所示。电缆的分布电容C详细是由双绞线的两条平行导线发生。导线的电阻在这里对信号的危害很小，可以忽略不计。信号的损失主要是因为电缆的分布电容和分布电感构成的LC低通滤波器。

　　      危害通讯性能的第三个要素是纯阻性负载（也叫直流负荷）的大小。这里指的纯阻性负荷具体由终端电阻、偏置电阻和RS-485收发器三者构造郑州康明斯发电机。

　　      在详解EIA RS-485规范时曾提到过RS-485驱动器在带了32个节点，配置了150Ω终端电阻的情况下，至少能输出1.5V的差分电压。一个接收器的输入电阻为12kΩ，整个网络的等效电路如图10b所示。按这样计算，RS-485驱动器的负载能力为：

　　      现在比较常载的RS-485驱动器有MAX485、DS3695、MAX1488/1489以及和利时公司操作的SN75176A/D等，其中有的RS-485驱动器负荷能力可以达到20Ω。在不考虑其它诸多因素的情况下，按照驱动能力和负载的关系计算，一个驱动器可带节点的最大数量将远远大于32个。

　　      在通讯波特率比偏高的时候，在线路上偏置电阻是很有必要的。偏置电阻的连接方式如图11。它的功用是在线路进入空闲状态后，把总线上没有参数时（空闲方法）的电平拉离0电平，如图12。这样一来哈尔滨发电机厂家，即使线路中出现了比较小的反射信号或干扰，挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而产生误动作。

　　      通过下面后例子了，可以计算出偏置电阻的大小： 终端电阻Rt1=Rr2=120Ω； 假设反射信号最大的峰-峰值Vref≤0.3Vp-p，则负半周的电压Vref≤0.15V；终端的电阻上由反射信号致使的反射电流Iref≤0.15/（120||120）=2.5mA。通常RS-485收发器（包括SN75176）的滞后电压值（hysteresis value）为50mV，即：

　　      在实际运用中，RS-485总线加偏置电阻有两种程序：

　　① 把偏置电阻平衡分配给总线上的每一个收发器。这种方式给挂接在RS-485总线上的每一个收发器加了偏置电阻，给每一个收发器都加了一个偏置电压。

　　② 在一段总线上只用一对偏置电阻。这种方法对总线上存在大的反射信号或干扰信号比较高效。值得注意的是偏置电阻的加入，增加了总线的负载。

　　      在规划RS-485总线结构的网络配置（总线长度和带负荷个数）时，应该考虑到三个参数，分别为纯阻性负荷、信号衰减和噪音容限。

　　      纯阻性负载、信号衰减这两个参数，在前面已经讨论过，现在要探讨的是噪声容限（Noise Margin）。RS-485总线接收器的噪音容限至少该当大于200mV。前面的细述者是在假设噪声容限为0的情况下进行的。在实际运用中，为了增强总线的抗干扰能力，总希望装置的噪音容限比EIA RS-485标准中规定的好一些。从下面的公式能看出总线带负荷的多少和通讯电缆长度之间的关系：

　　Vloss为信号在总线中的传输步骤中的损耗（与通讯电缆的型号和长度有关），根据公式衰减系数b=20lg（Vout/Vin）可以计算出Vloss=Vin-Vout=0.6V（注：通讯波特率为9.6kbps，电缆长度1km，如果特率增加，Vloss会相应增大）；

　　      式（3）中乘以0.8是为了使通信电缆不进入满载状态。从式（3）可以看出，Vdriver的大小和总线上带负荷数的多少成反比，Vloss的大小和总线长度成反比，其他几个数据只和用的驱动器型号有关。因此，在购买了驱动器的RS-495总线上，在通信波特率一定的情形下，带负荷数的多少，与信号能传输的最大距离是直接相关的。详细关系是：在总线允许的范围内，带负载数越多，信号能传输的距离就越小；带负荷数据少，信号能传输的距离就发越远。

　　      电缆的分布电容主是由双绞线的两条平行导线产生。另外，导线和地之间也存在分布电容，虽然很小，但在解惑时也无法忽视。分布电容对总线传输性能的危害，主要是由于总线上传输的是基波信号，信号的表达方法只有“1”和“0”。在特殊的字节中，例如0x01，信号“0”使得分布电容有足够的充电时间，而信号“1”到来时，因为分布电容中的电荷，来不及放电，（Vin+）—（Vin-）-还大于200mV，结果使接爱误认为是“0”，而最终致使CRC校验错误，整个数据帧传输“非法”。

　　      由于总线上分布影响，引起数据传输“非法”，从而使整个网络性能减轻。处理这个问题有两种步骤：其一是减小数据传输的波特率；其二是使用分布电容小的电缆，提升传输线的质量。

　　      在柴油发电机的正常运转中，实时监控和参数统计是非常重要的。实时监控可以及时发现信号拾取问题，并选择相应的举措。参数统计则可以为后续解决和讲解供应重要的依据，帮助cummins公司更好地理解柴油发电机信号的特性和规律。在柴油发电机起动信号拾取问题上，cummins公司需要进行深入的研讨和诠释，以确保信号的充分捕捉和简述。同时，康明斯公司还需要选择一些现代化的技术和设备，以提升信号的捕捉和叙述效率。最后，康明斯公司需要建立一个完整的信号拾取和排除制度，以确保信号的及时排除和利用。通过这些方案的选取，cummins公司可以更好地满足社会的能源需求，并为推动社会发展作出更大的贡献。

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