残余气体分析仪的远距离控制

　　北京正负电子对撞机改造工程 (BEPCII)真空系统使用的残余气体分析仪(RGA)有两种，分别来自 MKS 公司和 INFICON 公司。这两种 RGA都配套有 windows 应用软件，可以通过计算机的RS-232 端口来与 RGA 通讯。当我们把 RGA 安装在 BEPCII 储存环真空盒上，要从本地站的计算机对其进行控制时，RS-232 的通讯方式有以下两方面不能满足需要：一是我们的控制电缆比较长 (约 100 m)，而 RS-232 通讯方式一般不能超过 15 m;二是隧道 中 各 种 电 磁 干 扰 比 较 大 ，RS-232 通讯线路是非平衡线路，抗干扰能力差。如果能把计算机与 RGA 的通讯方式改为使用平衡线的 RS-485/422，则既能满足长距离传输的要求，又能提高抗干扰能力^[1]。

　　1 方案选择

　　我们初步考虑应用 RS-485/422 通讯的方案有两种，一是使用 RGA 上自带的 RS-485/422 端口，厂家有相应的应用软件可以通过安装在计算机上的接口卡以 RS-485/422 方式与 RGA 通讯;另一方案是仍然使用计算机和 RGA 的 RS-232端口，应用软件也不变，只是在两个端口上都安装 RS-232 与 RS-485/422 的转换器，两个转换器之间的通讯是 RS-485/422 方式，这样也能实现长距离和抗干扰的要求。前一种方案的优点是可以将多台 RGA 以总线方式相连，用一台计算机可以同时操作多台 RGA，但这必须购买厂家提供的接口卡，还要专门为之配备计算机，费用较高，占空 间 大 。 后一种方案的优点是RS-232 与RS-485/422 转换器价格便宜，不需要专门配备计算机 (任何一部笔记本电脑都能操作)，占空间小，但这种方式不能同时操作多台 RGA，更换到另一台时需要拔插计算机一端的插头。由于我们的 RGA 在加速器正常运行时很少使用，在真空调试阶段也不太需要同时控制多个 RGA，因此我们选择费用较低的后一种方案。厂家还提供基于以太网的 RGA，但价格较贵，这里不考虑。

　　2 两种 RGA 通讯电缆的简化

　　2.1 两种 RGA 的通讯电缆跳线

　　目前市场上出售的 RS-232 与 RS-485/422转换器，其 RS-232 端一般都是发送(TXD)、接收(RXD)、地(GND)三线制的，也就是说每个转换器只具备转换一路输出信号和一路输入信号的能力。但是 MKS 公司的 RGA 通讯电缆使用了 7根引线，INFICON 公司的 RGA 通讯电缆使用了5 根引线 (计算机和 RGA 的 RS-232 端口的跳线方式如图 1 所示)，我们必须了解除了 TXD、RX D 、GND 三线之外的其它引线的信号在RGA 通讯中所起的作用，然后才能考虑如何处理它们。

　　图 1 中 RGA 一端的 RS-232 口的针脚定义不同于一般情况下的 RS-232 口，这是因为厂家在硬件内部已经进行了跳线，箭头表示的是信号流向。

　　2.2 MKS 公司 RGA 通讯电缆的简化