通讯网络的干扰模拟电路的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，具体涉及通讯网络在受到电磁干扰时，通讯网络是否能够可靠、稳定工作的干扰模拟电路。

背景技术：

在工业控制领域，为了在自动化系统之间、自动化系统和所连接的分散的现场设备之间进行信息交换，如今主要利用串行现场总线作为通讯系统，如RS485通讯。作为串行现场总线的一种，RS485通讯的通讯距离可达1200米，具有适用性强的特点。

在工作环境中，影响通讯的电磁干扰是客观存在的，不可避免。考虑到现场的工矿环境很复杂，人为的电磁干扰和自然界的电磁干扰处处存在，通讯网络必须具备抗干扰的能力。若是设备间的通讯不能抵抗这些干扰，出现了错误动作，对其工业现场将是不可追回的损失。因此对于利用网络通讯的自动化系统，通讯系统的可靠性和稳定性，非常重要。

本实用新型的目的在于，提供一种通讯网络的干扰模拟电路，用于测试通讯系统的通讯是否可靠。

技术实现要素：

本实用新型的第一技术方案为一种通讯网络的干扰模拟电路，其特征在于，包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、电容(C1)、电阻(R1)、控制按钮(SB1)、继电器(K1)，供电用的直流电源(3)的正或负端通过串联的第一电感(L1)、控制按钮(SB1)、继电器(K1)的常闭触点(K1a)与继电器(K1)的绕组连接，所述直流电源(3)的负或正端通过第二电感(L2)与所述继电器(K1)的绕组的另一端连接，继电器(K1)的绕组的一端通过串联的电容C1和电阻R1，继电器(K1)的绕组的一端直接与通讯通道连接，按下控制按钮(SB1)时，继电器(K1)的绕组重复的得电和失电，产生的含有丰富谐波和瞬间能量的干扰信号，模拟干扰作用于通讯系统。

本实用新型的第二技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述第一电感(L1)与第二电感(L2)采用相同电感量的电感。

第三技术方案基于第二技术方案，其特征在于，所述第一电感(L1)和第二电感(L2)为电感量10Mh的电感。

第四技术方案基于1至3中任一项的技术方案，其特征在于，所述继电器(K1)的绕组额定电压为24V，常闭触点(K1a)的容量250V/10A，电容(C1)的电容量为0.047UF、电阻(R1)的电阻值为22Ω。

附图说明

图1为干扰模拟电路的电路图；

图2为没有数据交换条件下，干扰模拟电路对通讯通道干扰的示波图；

图3为通讯时候，干扰模拟电路对通讯通道干扰的示波图；

图4为干扰影响结束后数据交换没有回复的示波图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做出详细说明。

本实施方式中，以变频器和控制器的PLC(可编程逻辑控制器)为例，对干扰模拟电路进行说明。变频器为北京合康新能变频技术有限公司的高压变频器(PLC Hicon)，PLC为西门子生产的S7-1200PLC。如图1所示，变频器1和PLC2采用串行现场总线连接，通讯物理层采用RS485通讯方式，通讯协议为MODBUS-RTU通讯协议。PLC和变频器1通过串行现场总线传输指令和信息。

干扰模拟电路由第一电感L1第二电感L2端与直流电源、常开的按钮SB1、直流继电器K1、常闭触点K1a、电容C1和电阻R1构成。

直流电源3的正端通过串联的第一电感、按钮SB1、常闭触点K1a与直流继电器K1的绕组连接。

直流电源3的负端通过第二电感L2与直流继电器K1的绕组的另一端连接。直流电源3电压为24V，第一电感L1、第二电感L2的电感量为10Mh。常闭触点K1a的容量为250V/10A，直流继电器K1的绕组的额定电压为直流24V。直流继电器K1的绕组的一端通过串联的电容C1和电阻R1与通讯线b连接，直流继电器K1的绕组的另一端直接与通讯线a连接。电容C1的电容量为0.047UF、电阻R1的电阻值为22Ω。

干扰模拟电路的工作原理为，按下按钮SB1的时候，直流电源3的直流电流流过直流继电器K1的绕组，在磁性的作用下，直流继电器K1的衔铁动作，常闭的触点K1a断开，在绕组中发生强的感应电动势。等待能量消耗完在反弹弹簧的作用下，触点K1a回到原来的位置，在本实施方式中，这个过程是每5ms，在按下按钮SB1的期间，以一定的周期重复的产生干扰信号。

由于继电器K1的绕组是感性负载，在继电器绕组得电和失电的瞬间会产生瞬变电压，该瞬变电压含有丰富的谐波和瞬间能量，能够作为激励源模拟干扰信号来检测通讯通道的抗干扰性能。通过比较干扰条件下和干扰去除后，通讯通道的数据通讯情况以及干扰去除后可否自行恢复数据通讯，来验证设计的通讯系统是否可靠，稳定。

与通常的继电器电路相比，本实施方式的电路由于没有保护二级管或者吸能用的RC电路，可以人为的发出频率尽可能宽的干扰信号。干扰信号经电阻R1和电容C1构成高频滤波器滤波后到达RS485通讯通道，对通讯形成干扰。

图2为没有数据交换条件下，干扰模拟电路对通讯通道干扰的示波图；图3为通讯时候，干扰模拟电路对通讯通道干扰的示波图；图4为干扰影响结束后数据交换没有回复的示波图。

在检测过程中，下列项目重复了多次：

1.在没有干扰条件下测试通讯通道工作能力(就是检查读出的变频器数据准确性和发出的控制命令)

2.按下SB1按钮，发出干扰信号，在发出干扰信号过程中数据交换停止进行。发出干扰结束后变频器1和PLC2之间的通讯数据交换是否有回复。

在图4中可以看见干扰影响结束后数据交换没有回复(在示波图可以看到PLC短的询问，但是没有变频器的回复)，因此数据交换只有″外部复位″按钮后才能可以回复。

结论验证确认了变频器1的上位通讯功能有硬件或者软件的缺陷，由于这个缺陷，外干扰影响通讯通道时数据不回复，当外干扰去除通讯通道后数据交换也不回复，即不能自恢复数据通讯功能，需要外按复位。

本实施方式的干扰模拟电路模拟现场的干扰源，将干扰引入到通讯网络中，通过检测干扰所造成的影响能够检测设备的通讯是否可靠。

通过本实例方式可以证明干扰模拟电路可以帮助我们模拟现场的电磁干扰，及时的验证出产品的硬件或软件上的缺陷，及时的提醒研发人员研究解决方案。由此可见本干扰源电路应用价值很高，推广使用有助于提高产品的抗干扰能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，如第一电感L1、第二电感L2的电感量、常闭触点K1a的容量、直流继电器K1绕组的额定电压、电容C1的电容量以及电阻R1的电阻值均可根据现场的实际需要予以变更，这种变形均应包含在本实用新型的保护范围之内。