殘余氣體分析儀的遠(yuǎn)距離控制

殘余氣體分析儀的遠(yuǎn)距離控制**正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)改造工程（BEPCII）真空系統(tǒng)使用的殘余氣體分析儀（RGA）有兩種，分別來(lái)自MKS公司和INFICON公司。這兩種RGA都配套有windows應(yīng)用軟件，可以通過計(jì)算機(jī)的RS-232端口來(lái)與RGA通訊。當(dāng)我們把RGA安裝在BEPCII儲(chǔ)存環(huán)真空盒上，要從本地站的計(jì)算機(jī)對(duì)其開展控制時(shí)，RS-232的通訊方式有以下兩方面不能滿足需要：一是我們的控制電纜比較長(zhǎng)（約100m），而RS-232通訊方式一般不能超過15m；二是隧道中各種電磁干擾比較大，RS-232通訊線路是非平衡線路，抗干擾能力差。如果能把計(jì)算機(jī)與RGA的通訊方式改為使用平衡線的RS-485/422，則既能滿足長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊螅帜芴岣呖垢蓴_能力。1方案選擇

我們初步考慮應(yīng)用RS-485/422通訊的方案有兩種，一是使用RGA上自帶的RS-485/422端口，廠家有相應(yīng)的應(yīng)用軟件可以通過安裝在計(jì)算機(jī)上的接口卡以RS-485/422方式與RGA通訊；另一方案是仍然使用計(jì)算機(jī)和RGA的RS-232端口，應(yīng)用軟件也不變，只是在兩個(gè)端口上都安裝RS-232與RS-485/422的轉(zhuǎn)換器，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器之間的通訊是RS-485/422方式，這樣也能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離和抗干擾的要求。前一種方案的優(yōu)點(diǎn)是可以將多臺(tái)RGA以總線方式相連，用一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以同時(shí)操作多臺(tái)RGA，但這必須購(gòu)買廠家提供的接口卡，還要專門為之配備計(jì)算機(jī)，費(fèi)用較高，占空間大。后一種方案的優(yōu)點(diǎn)是RS-232與RS-485/422轉(zhuǎn)換器價(jià)格便宜，不需要專門配備計(jì)算機(jī)（任何一部筆記本電腦都能操作），占空間小，但這種方式不能同時(shí)操作多臺(tái)RGA，更換到另一臺(tái)時(shí)需要拔插計(jì)算機(jī)一端的插頭。由于我們的RGA在加速器正常運(yùn)行時(shí)很少使用，在真空調(diào)試階段也不太需要同時(shí)控制多個(gè)RGA，因此我們選擇費(fèi)用較低的后一種方案。廠家還提供基于以太網(wǎng)的RGA，但價(jià)格較貴，這里不考慮。2兩種RGA通訊電纜的簡(jiǎn)化2.1兩種RGA的通訊電纜跳線

目前市場(chǎng)上出售的RS-232與RS-485/422轉(zhuǎn)換器，其RS-232端一般都是發(fā)送（TXD）、接收（RXD）、地（GND）三線制的，也就是說每個(gè)轉(zhuǎn)換器只具備轉(zhuǎn)換一路輸出信號(hào)和一路輸入信號(hào)的能力。但是MKS公司的RGA通訊電纜使用了7根引線，INFICON公司的RGA通訊電纜使用了5根引線（計(jì)算機(jī)和RGA的RS-232端口的跳線方式如圖1所示），我們必須了解除了TXD、RXD、GND三線之外的其它引線的信號(hào)在RGA通訊中所起的作用，然后才能考慮如何處理它們。

圖1計(jì)算機(jī)RS-232口與MKS公司（左）及INFICON公司（右）RGA連接的跳線方式

圖1中RGA一端的RS-232口的針腳定不同于一般情況下的RS-232口，這是因?yàn)閺S家在硬件內(nèi)部已經(jīng)開展了跳線，箭頭表示的是信號(hào)流向。2.2MKS公司RGA通訊電纜的簡(jiǎn)化

一般情況下，RS-232端口的DTR（第4腳）、DSR（第6腳）、CTS（第8腳）、RTS（第7腳）是用于流量控制的，DCD（第1腳）是載波檢出，RI（第9腳）振鈴指示。具體應(yīng)用到某一種RGA，廠家可以根據(jù)需要定義端口針腳的功能。

MKS公司RGA的RS-232端口除了使用TXD（第2腳）、RXD（第3腳）、GND（第5腳）三個(gè)針腳之外，還使用了DSR（第4腳）、DTR（第6腳）、RTS（第8腳）和CTS（第7腳）四個(gè)針腳。說明書上指出從計(jì)算機(jī)端口的第4、6、8腳分別到RGA端口的第4、6、8腳的這三根線都不是起流量控制作用的，而是廠家考慮到有些特殊的計(jì)算機(jī)RS-232端口在發(fā)出DTR的ON信號(hào)后必須收到DSR、CTS的ON信號(hào)才能正常工作，為確保通訊暢通才接了這些線。

RGA端口的第4、6、8腳是短接在一起的（短接線在RGA內(nèi)部，不在通訊電纜上，為了直觀描述圖1將其畫出），當(dāng)計(jì)算機(jī)端口的第4腳信號(hào)為ON時(shí)，與之相連的RGA的第4腳就通過6、8兩線使計(jì)算機(jī)端口的DSR和CTS信號(hào)為ON。RGA端口的CTS與計(jì)算機(jī)端口的RTS相連，用于流量控制。如果計(jì)算機(jī)處理速度慢，計(jì)算機(jī)的接收緩沖區(qū)快要滿了，計(jì)算機(jī)就通過其RTS