RS-485: veza i kontrola

RS-485 je standard koji je prvi put usvojio Electronic Industry Association. Do danas se ovaj standard bavi električnim karakteristikama svih vrsta prijemnika i odašiljača koji se koriste u raznim uravnoteženim digitalnim sustavima.

Što je to?

Među stručnjacima, RS-485 je ime prilično popularnog sučelja koje se aktivno koristi u različitim industrijskim procesnim sustavima kontrole za povezivanje više kontrolera, kao i mnogih drugih uređaja među sobom. Glavna razlika ovog sučelja od ne manje uobičajenih RS-232 jest da omogućuje simultano kombiniranje nekoliko vrsta opreme.

Uz pomoć RS-485, velika brzina razmjene informacija moguće je između nekoliko uređaja putem jedne dvosmjerne komunikacijske linije u polu-duplex modu. Naširoko koristi u suvremenoj industriji u procesu stvaranja automatiziranog sustava kontrole procesa.

Raspon i brzina

Pomoću ovog standarda postiže se emitiranje informacija brzinom do 10 Mbps, dok će maksimalni mogući raspon izravno ovisiti o brzini prijenosa podataka. Dakle, kako bi se osigurala maksimalna brzina, podaci se mogu prenositi ne više od 120 metara, a brzinom od 100 kbit / s informacije emitiraju više od 1200 metara.

Broj uređaja koji se trebaju povezati

Broj uređaja koji se mogu spojiti RS-485-sučelje izravno će ovisiti o tome koji uređaj koristi primopredajnika. Svaki odašiljač je dizajniran za istovremeni nadzor 32 po standardnim prijemnika, ali treba razumjeti da postoje prijemnici, ulazna impedancija je 50%, 25% ili čak i manji dio standarda, au slučaju uporabe takve opreme ukupnog broja uređaja će se povećati u skladu s tim.

Priključci i protokoli

RS-485 kabel ne standardizira bilo koji format okvira podataka ili protokola razmjene. U većini slučajeva, za prijenos podataka koriste se isti okviri koji koriste RS-232, to jest, bitovi podataka, zaustavljanje i pokretanje bitova, i par bit ako je potrebno.

komunikacijski protokoli rade na suvremenim sustavima se provodi na „master-slave”, to jest, nekakav uređaj na mreži je vodeći i preuzima zahtjev za razmjenu slanjem inicijativu među svim slijednim uređajima razlikuju u logičke adrese. Najpopularniji protokol do sada je Modbus RTU.

Valja napomenuti da RS-485 kabel nema niti jednu specifičnu vrstu priključaka ili ožičenja, tj. Terminalnih konektora, DB9 i drugih.

veza

Najčešće se pomoću ovog sučelja nalazi lokalna mreža koja kombinira više primopredajnika istodobno.

Provođenje RS-485 priključak, morate vješto kombinirati sa svakim drugim signalnim krugovima, obično se nazivaju A i B. U tom slučaju, ukidanje nije tako strašno, jednostavno povezani uređaji neće raditi.

Korisni savjeti

Koristeći sučelje RS-485, trebali biste razmotriti nekoliko značajki njegova rada:

• Najoptimalniji medij za prijenos signala je kabel s upletenim parom.
• Krajevi kabela moraju biti prigušeni pomoću specijaliziranih otpornika.
• Mreža koja koristi standardni ili USB RS-485 treba postaviti bez ikakvih topologiju autobusa.
• Uređaji moraju biti povezani s uređajem kabelske ožičenje minimalna moguća duljina.

U ovom slučaju najoptimalnije rješenje za polaganje sučelja RS-485 je upletena parica, Budući da ga karakterizira minimalno parazitsko zračenje signala, također ima vrlo dobru zaštitu od smetnji. Ako oprema radi u uvjetima prevelike vanjske smetnje, bolje je koristiti kabele s zaštićenim paricama, dok se štit kabela kombinira s zaštitnom zemljom.

sporazum

Pomoću terminalnih otpornika standardni ili USB RS-485 osiguravaju potpuno usklađivanje otvorenog kraja kabela sa sljedećom linijom, potpuno eliminirajući mogućnost reflektiranja signala.

Nazivna otpornost otpornika odgovara kabelskom otporu valova i za one kabele koji se temelje na upletenom paru, u većini slučajeva iznosi približno 100-120 ohm. Na primjer, vrlo popularan UTP-5 kabel, koji se aktivno koristi u procesu postavljanja Ethernet-a, ima impedanciju od 100 ohma. Za ostale opcije kabela, može se koristiti neka druga ocjena.

Ako je potrebno, otpornici se mogu zapečati na kontaktima kabelskih priključaka već na krajnjim uređajima. Rijetko su otpornici instalirani u samom uređaju, što znači da su potrebni premosni spojevi za spajanje otpornika. U tom slučaju, ako je uređaj isključen, linija se potpuno ne slaže. A kako bi se osiguralo normalno funkcioniranje ostatka sustava, morate spojiti odgovarajući utikač.

Razine signala

RS-485 luka koristi uravnoteženu shemu prijenosa podataka, tj. Razine napona na signalnim krugovima A i B mijenjaju se u antifazu.

Senzor treba osigurati razinu signala od 1,5 V pri maksimalnom opterećenju, a ne više od 6 V u slučaju da je uređaj u praznom hodu. Razina napona mjeri se različito, svaka signalna linija u odnosu na drugu.

Gdje se prijamnik nalazi, minimalna razina primljenog signala u svakom slučaju mora biti na razini od najmanje 200 mV.

premještanje

U slučaju da nema signala na signalnim krugovima, postoji lagana pristranost koja štiti prijemnik od lažnih alarma.

Stručnjaci preporučuju pomak nešto više od 200 mV, budući da ova vrijednost odgovara zoni nepouzdanosti ulaznog signala prema standardu. U tom slučaju, lanac A je povučen na pozitivni pol izvora, dok je lanac B povučen na zajedničko.

primjer

U skladu s potrebnim pomakom i naponom napajanja izračunava se nominalne vrijednosti otpornika. Na primjer, ako želite dobiti pristranost na 250 mV pomoću terminalnih otpornika R_T = 120 oma da izvor ima napon od 12 V. S obzirom da u ovom slučaju su dva otpornika spojen paralelno jedni druge, a apsolutno ne uzimaju u obzir opterećenje na strani prijemnika, pristranost struja 0,0042 A, dok je ukupan otpor Krug prednaponja je 2857 ohma. R_vidjeti u ovom slučaju to će biti približno 1400 Ohm, pa morate odabrati neku najbližu denominaciju.

Kao primjer, koristi se otpornik od 1,5 kΩ namijenjen pristranosti, kao i vanjski otpornik od 12 V. Osim toga, u našem sustavu postoji razdvojeni izlaz jedinice napajanja regulatora, što je vodeća veza u svom segmentu kruga.

Naravno, postoje mnogi drugi oblici pristranosti koji koriste RS-485 pretvarač i drugih elemenata, ali u svakom slučaju, provedbu aranžman pristranosti krugova, potrebno je uzeti u obzir činjenicu da je site, koji će ga dati, bit će povremeno isključiti ili čak završiti može se potpuno ukloniti iz mreže.

Ako postoji pomak, onda je kapacitet Krug na potpuno praznom hodu je pozitivna u odnosu na krug B, koja je referentna točka kada novi uređaj spojen na kabel žica, bez označavanja.

Nepravilno ožičenje i izobličenje

Izvođenje gornje preporuke omogućava normalan prijenos električnih signala u različitim točkama mreže, ako se koristi kao osnova za RS-485 protokola. Ako neki od zahtjeva nije zadovoljen, doći će do izobličenja signala. Najuočljiviji distorzije početi prikazivati ​​u slučaju, ako je brzina prijenosa podataka iznosi više od 1 Mbit / s, ali u stvari, čak iu slučaju nižim brzinama ne preporučuje ignorirati ove preporuke, čak i ako je mreža „samo fina djela.”

Kako programirati?

U procesu programiranja raznih aplikacija koje rade s uređajima pomoću RS-485 razdjelnika i drugih uređaja s ovim sučeljem, potrebno je razmotriti nekoliko važnih točaka. Navodimo ih:

• Prije slanja pošiljke, morate aktivirati odašiljač bez pogreške. Unatoč činjenici da, prema izvjesnim izvorima, izdavanje može biti izvršeno odmah nakon uključivanja, neki stručnjaci u početku preporučuju da izdrže stanku, koja će u vremenu biti jednaka brzini prijenosa jednog okvira. U tom slučaju, točan program prijama imat će vremena za potpuno određivanje pogrešaka prolaznih procesa, provođenje postupka normalizacije i priprema za naknadni prijam podataka.
• Nakon izdavanja posljednjeg bajtova, preporuča se i pauziranje prije odspajanja RS-485 uređaja. Konkretno, to je zbog činjenice da je serijski port kontroler često istovremeno prisutna dva registra, od kojih prva je paralelno s dovodom i namijenjen je za primanje podataka, dok je drugi izlaz pomak koristi se i za serijske proizvodnje. Bilo koji prekidni prijenos od strane kontrolera generira se kada je ulazni registar prazan, kada su podaci već dostavljeni pomorskom registru, ali još nisu izdani. To je zbog toga da nakon što je emisija je prekinuta, potrebno je održavati određenu pauzu prije odspajanja odašiljač, koji bi trebao biti put veća od oko 0,5 bitova od okvira. Za preciznije izračune preporučuje se detaljno proučiti tehničku dokumentaciju kontrolnog serijskog kontrolera.
• Budući da su odašiljač, prijemnik i, eventualno, RS-485 pretvarač spojeni na jednu liniju, vlastiti prijemnik također će primijetiti prijenos koji izvodi vlastiti odašiljač. Često se događa kada se u sustavima koji karakteriziraju slučajnim pristupom liniji, ta se značajka koristi u procesu provjere nedostatka sudara između dva odašiljača. U standardnim sustavima koji rade u skladu s načelom "master-slave", preporuča se potpuno prekidanje prekida s prijemnika tijekom prijenosa.

Konfiguracija "bus" formata

Ovo sučelje omogućuje kombiniranje uređaja u "bus" formatu, kada su svi uređaji spojeni s jednim parom žica. U tom slučaju, komunikacijska crta nužno mora biti koordinirana krajnjim otpornicima dvaju krajeva.

Kako bi se osigurala dosljednost u ovom slučaju, otpornici su postavljeni, karakterizirani otporom od 620 ohma. Uvijek se instaliraju na prvi i posljednji uređaj spojen na liniju. U većini suvremenih uređaja postoji i ugrađena podudarnost koja se po potrebi može uključiti u instalaciju posebnog skakača na ploči uređaja.

Budući da su skakači u početku instalirani u stanju isporuke, prvo ih morate ukloniti sa svih uređaja, odnosno, osim prvog i zadnjeg, povezanog s linijom. Model repeater pretvarači S2000-PI za svaki pojedini izlaz podudaranja impedancija je uključen preko prekidača, a uređaji S2000-COP, a karakterizira C2000-K integrirani prestanka impedancija, pri čemu most, potrebne za njegovu povezanost nije dostupan.

Kako bi se osigurala dulja komunikacijska linija, preporučljivo je koristiti specijalizirane repeaters-repeaters opremljene potpuno automatskim prebacivanjem smjera prijenosa.

Konfiguracija formata zvjezdice

Svaka grana u RS-485 linija nisu poželjne, jer u tom slučaju postoji dovoljno jak signal distorzija, ali s praktične točke gledišta, oni mogu spriječiti u slučaju da postoji mala duljina grana. U ovom slučaju to ne zahtijeva instalaciju otpornika na zasebnim granama.

Sustav distribucije RS-485, koji je pod kontrolom s ploče, a ako je zadnji uređaj spojen na istu liniju, ali se hrane iz različitih izvora, morat ćete kombinirati lančanu 0 sve uređaje i daljinski upravljač kako bi se osigurala usklađenost njihovih potencijala. Ako taj uvjet nije zadovoljen, konzola može imati nestabilnu komunikaciju s uređajima. Ako je kabel koji će se koristiti s nekoliko upletena žica parova, u ovom slučaju za potencijalne izravnavajući krug se može koristiti potpuno besplatno par ako je to potrebno. Između ostalog, također je moguće koristiti zaštićeni upleteni par u slučaju da nema štitnog tla.

Što trebate uzeti u obzir?

Prednost je u tome najviše struje koja prolazi kroz žice za izjednačenje potencijala, to je dovoljno mali, ali u slučaju 0 V uređaji ili sami izvori energije su povezani s nekoliko lokalnih autobusa uzemljivača razlika potencijala između različitih krugova 0V mogu biti više jedinica, au nekim slučajevima čak desetine V, dok struja koja struji kroz ekvipotencijalni spojni krug može biti vrlo značajna. To je čest razlog zbog kojeg postoji nestabilna veza između konzole i uređaja, pa čak i oni mogu uspjeti.

Iz tog je razloga potrebno eliminirati mogućnost uzemljenja kruga od 0 V ili, maksimalno, za uzemljenje ovog kruga na određenoj točki. Također je potrebno uzeti u obzir mogućnost odnosa između 0 V i zaštitnog zemljosnog kruga prisutnog u opremi koja se koristi u OPS sustavu.

Na mjestima za koja je tipično relativno teška elektromagnetska okolina, predviđeno je da se ova mreža može povezati putem zaštićenog kabela s upletenom paricom. U tom slučaju, može postojati manji granični raspon jer je kapacitet kabela veći.