Standard RS-485 został po raz pierwszy przyjęty przez Stowarzyszenie Przemysłu Elektronicznego. Dziś bada charakterystykę elektryczną różnych odbiorników i nadajników stosowanych w zrównoważonych systemach cyfrowych.

Co to jest ten standard?

RS-485 to nazwa dobrze znanego interfejsu, który jest aktywnie wykorzystywany we wszelkiego rodzaju przemysłowych systemach sterowania w celu łączenia ze sobą niektórych sterowników i wielu innych urządzeń. Główną różnicą między tym interfejsem a RS-232 jest to, że wymaga jednoczesnego łączenia kilku typów sprzętu. W przypadku wykorzystania RS-485 szybką wymianę danych pomiędzy kilkoma urządzeniami gwarantuje zastosowanie pojedynczej dwuprzewodowej linii komunikacyjnej w trybie half-duplex. Zajmuje się nowoczesnym przemysłem w tworzeniu systemów sterowania procesami.

Zasięg i prędkość

Stosując prezentowany standard możliwe jest osiągnięcie transmisji informacji z szybkością do 10 Mbit/s. Warto zauważyć, że maksymalny możliwy zasięg zależy bezpośrednio od prędkości transmisji danych. Warto zaznaczyć, że aby zapewnić maksymalną prędkość, informacje można przesyłać na odległość nie większą niż 120 metrów. Jednocześnie przy prędkości 100 kbit/s dane przesyłane są na odległość ponad 1200 metrów.

Liczba podłączonych urządzeń

Liczba urządzeń, które interfejs RS-485 może bezpośrednio zintegrować, zależy od tego, jakie transceivery są w nich zaangażowane. Każdy nadajnik zapewnia specyficzną kontrolę nad 32 standardowymi odbiornikami. Należy jednak mieć świadomość, że istnieją odbiorniki, których impedancja wejściowa odbiega od normy o 50%, 25% lub mniej. Jeśli korzystasz z tego sprzętu, całkowita liczba urządzeń odpowiednio wzrasta.

Złącza i protokoły

Kabel RS-485 nie jest w stanie normalizować żadnego konkretnego formatu ramki informacyjnej ani protokołu wymiany. Z reguły do ​​nadawania wykorzystywane są podobne ramki wykorzystywane przez RS-232. Innymi słowy, bity danych, bity stopu i startu oraz bit parzystości, jeśli to konieczne. Jeśli chodzi o działanie protokołów wymiany, w większości nowoczesnych systemów odbywa się to zgodnie z zasadą „master-slave”. Oznacza to, że określone urządzenie w sieci pełni rolę lidera i inicjuje wymianę żądań wysyłania pomiędzy urządzeniami podrzędnymi, które różnią się adresami logicznymi. Najbardziej znanym obecnie protokołem jest Modbus RTU. Należy zauważyć, że kabel RS-485 nie ma określonego rodzaju złączy ani okablowania. Innymi słowy, istnieją złącza terminalowe, DB9 i inne.

Połączenie

Często za pomocą prezentowanego interfejsu znajduje się sieć lokalna, która jednocześnie łączy kilka typów transceiverów. Przy łączeniu RS-485 konieczne jest prawidłowe połączenie ze sobą obwodów sygnałowych. Z reguły nazywane są A i B. Zatem odwrócenie polaryzacji nie jest wielkim problemem, a jedynie powoduje, że podłączone urządzenia przestają działać.

Korzystając z interfejsu RS-485 należy wziąć pod uwagę pewne cechy jego działania. Zatem zalecenia są następujące:

1. Optymalnym medium do transmisji sygnału jest skrętka komputerowa.
2. Końcówki przewodu należy zaślepić za pomocą specjalistycznych rezystorów końcowych.
3. Sieć korzystającą ze standardu lub USB RS-485 należy układać bez odgałęzień zgodnie z topologią magistrali.
4. Urządzenia należy podłączać do przewodu za pomocą przewodów o możliwie najkrótszej długości.

Koordynacja

Dzięki zastosowaniu rezystorów końcowych, standardowy lub USB RS-485 zapewnia, że ​​otwarty koniec przewodu jest w pełni dopasowany do linii końcowej. W takim przypadku możliwość odbicia sygnału jest całkowicie wykluczona. Nominalna rezystancja rezystorów związana z impedancją charakterystyczną kabli i przewodów opartych na skrętce wynosi zwykle około 100-120 omów. Na przykład znany obecnie kabel UTP-5, który jest często używany w procesie układania Ethernetu, ma charakterystyczną impedancję 100 omów.

Jeśli chodzi o inne opcje kabli, można zastosować inną wartość znamionową. W razie potrzeby do styków złączy kablowych w urządzeniach końcowych można wlutować rezystory. Rzadko zdarza się, że rezystory montowane są w samym sprzęcie, co skutkuje koniecznością założenia zworek w celu podłączenia rezystora. W takim przypadku, gdy urządzenie jest podłączone, linia jest niedopasowana. Aby zapewnić normalne funkcjonowanie reszty systemu, należy podłączyć odpowiednią wtyczkę.

Poziomy sygnału

Port RS-485 wykorzystuje zrównoważony schemat transmisji danych. Innymi słowy, poziomy napięcia w obwodach sygnałowych A i B zmieniają się w fazie. Czujnik zapewnia poziom sygnału 1,5 V, biorąc pod uwagę maksymalne obciążenie. Ponadto, gdy urządzenie znajduje się na biegu jałowym, dostarczane jest nie więcej niż 6 V. Poziom napięcia mierzony jest różnicowo. W miejscu odbiornika minimalny poziom odbieranego sygnału musi wynosić co najmniej 200 mV.

Stronniczość

Kiedy w obwodach sygnałowych nie obserwuje się żadnego sygnału, stosowane jest niewielkie odchylenie. Chroni odbiornik w przypadku fałszywego alarmu. Eksperci zalecają wykonanie offsetu nieco większego niż 200 mV, ponieważ uważa się, że wartość ta odpowiada strefie zawodności sygnału wejściowego zgodnie z normą. W takiej sytuacji obwód A zbliża się do dodatniego bieguna źródła, a obwód B jest przyciągany do masy wspólnej.

Przykład

Na podstawie wymaganego polaryzacji i napięcia zasilacza obliczane są wartości rezystorów. Na przykład, jeśli chcesz uzyskać przesunięcie 250 mV przy użyciu rezystorów końcowych, RT = 120 omów. Warto zauważyć, że źródło ma napięcie 12 V. Biorąc pod uwagę fakt, że w tym przypadku dwa rezystory są połączone równolegle do siebie i nie uwzględniają obciążenia po stronie odbiornika, prąd polaryzacji osiąga 0,0042 . Jednocześnie całkowita rezystancja obwodu polaryzacji wynosi 2857 omów. Rcm będzie wynosić około 1400 omów. Dlatego będziesz musiał wybrać najbliższy nominał. Przykładem będzie rezystor 1,5 kOhm. Jest to konieczne do przemieszczenia. Dodatkowo zastosowano zewnętrzny rezystor 12 V.

Należy również pamiętać, że w systemie występuje izolowane wyjście zasilacza sterownika, które stanowi główne ogniwo w swoim własnym segmencie obwodu. To prawda, że ​​\u200b\u200bistnieją inne możliwości wykonania polaryzacji, gdy zaangażowany jest konwerter RS-485 i inne elementy, jednak nadal należy wziąć pod uwagę, że węzeł zapewniający stronniczość czasami się wyłączy lub ostatecznie zostanie całkowicie usunięty z sieci. Jeśli występuje przesunięcie, potencjał pełnego obwodu otwartego obwodu A jest uważany za dodatni w stosunku do obwodu B. Działa to jako wskazówka podczas podłączania nowego sprzętu do kabla bez użycia oznaczeń przewodów.

Nieprawidłowe okablowanie i zniekształcenia

Realizacja powyższych zaleceń pozwala na uzyskanie prawidłowej transmisji sygnałów elektrycznych do różnych punktów sieci, gdy podstawą jest protokół RS-485. Jeśli przynajmniej jeden z wymagań nie jest spełniony, następuje zniekształcenie sygnału. Najbardziej zauważalne zniekształcenia pojawiają się, gdy szybkość wymiany informacji przekracza 1 Mbit/s. To prawda, że ​​\u200b\u200bnawet przy niższych prędkościach nie zaleca się zaniedbywania tych wskazówek. Zasada ta obowiązuje także podczas normalnej pracy sieci.

Jak programować?

Programując różne aplikacje współpracujące z urządzeniami współpracującymi z rozdzielaczem RS-485 oraz innymi urządzeniami wyposażonymi w prezentowany interfejs należy zwrócić uwagę na kilka ważnych punktów.

Przed rozpoczęciem dostarczania paczki należy aktywować nadajnik. Warto zaznaczyć, że według niektórych źródeł dostawa może zostać zrealizowana natychmiast po aktywacji. Mimo to niektórzy eksperci radzą najpierw zrobić pauzę na czas równy prędkości transmisji jednej klatki. W takim przypadku poprawny program odbiorczy może mieć czas na pełną identyfikację błędów w procesie przejściowym, co jest w stanie przeprowadzić procedurę normalizacyjną i przygotować się do kolejnego odbioru danych.

Po wydaniu ostatniego bajtu danych należy również zrobić pauzę przed odłączeniem urządzenia RS-485. Dzieje się tak w pewnym sensie dlatego, że kontroler portu szeregowego często zawiera dwa rejestry jednocześnie. Pierwsze to wejście równoległe, przeznaczone do odbierania informacji. Drugie jest uważane za wyjście przesuwne i służy do wyjścia sekwencyjnego.

Gdy sterownik przesyła dane, wszelkie przerwania są generowane, gdy rejestr wejściowy jest pusty. Dzieje się tak, gdy informacja została już dostarczona do rejestru zmianowego, ale nie została jeszcze wydana. Z tego też powodu po zatrzymaniu nadawania należy zrobić pewną pauzę przed wyłączeniem nadajnika. Powinien być o około 0,5 bita dłuższy niż ramka. Przy wykonywaniu dokładniejszych obliczeń zaleca się bardziej szczegółowe zapoznanie się z dokumentacją techniczną zastosowanego kontrolera portu szeregowego.

Możliwe jest podłączenie nadajnika, odbiornika i konwertera RS-485 do wspólnej linii. W ten sposób własny odbiornik również zacznie odbierać transmisję realizowaną przez własny nadajnik. Często zdarza się, że w systemach, które charakteryzują się losowym dostępem do linii, funkcja ta służy do sprawdzenia, czy nie ma kolizji pomiędzy dwoma nadajnikami.

Konfiguracja formatu magistrali

Prezentowany interfejs posiada możliwość łączenia urządzeń w formacie „magistrali”, gdy całość sprzętu jest połączona jedną parą przewodów. Oznacza to, że linia komunikacyjna musi być dopasowana do rezystorów końcowych na obu końcach. Aby to zapewnić, należy zainstalować rezystory o rezystancji 620 omów. Montowane są zawsze na pierwszym i ostatnim urządzeniu podłączonym do linii.

Z reguły nowoczesne urządzenia mają wbudowaną rezystancję dopasowującą. W razie potrzeby można je podłączyć do linii zakładając specjalną zworkę na płytce urządzenia. Warto zaznaczyć, że stan wysyłkowy zworek jest instalowany jako pierwszy, dlatego należy je usunąć ze wszystkich urządzeń oprócz pierwszego i ostatniego. Należy również zaznaczyć, że w przetwornicach-wzmacniaczach modelu S2000-PI, dla osobnego wyjścia, rezystancję dopasowującą załącza się za pomocą przełącznika. W przypadku urządzeń S2000-KS i S2000-K, które charakteryzują się wbudowanym rezystorem dopasowującym, do jego podłączenia nie jest wymagana zworka. Aby zapewnić długą linię komunikacyjną, zaleca się stosowanie specjalistycznych wzmacniaków-przekaźników, które są fabrycznie wyposażone w w pełni automatyczne przełączanie kierunku transmisji.

Konfiguracja gwiazdy

Wszystkie odgałęzienia linii RS-485 są uważane za niepożądane, gdyż powodują nadmierne zniekształcenia sygnału. Chociaż z praktycznego punktu widzenia można to dopuścić w przypadku krótkiej gałęzi. W takim przypadku nie ma potrzeby instalowania rezystorów dopasowujących na poszczególnych gałęziach.

W systemie RS-485, w którym sterowanie odbywa się za pomocą pilota, gdy rezystory i urządzenia podłączone są do tej samej linii, ale zasilane są z różnych źródeł, konieczne jest połączenie obwodów 0 V wszystkich urządzeń i pilota w w celu wyrównania ich potencjałów. Gdy ten wymóg nie zostanie spełniony, pilot może mieć niestabilną komunikację z urządzeniami. W przypadku stosowania przewodu z kilkoma skrętkami, w razie potrzeby w obwodzie wyrównywania potencjałów można zastosować całkowicie wolną parę. Dodatkowo istnieje możliwość zastosowania skrętki ekranowanej w przypadku braku uziemienia ekranu.

Co warto wziąć pod uwagę?

W większości przypadków prąd przepływający przez przewód wyrównujący potencjały uważa się za dość mały. Jeśli napięcie 0 V urządzeń lub samych zasilaczy zostanie podłączone do kilku lokalnych szyn uziemiających, wówczas różnica potencjałów między różnymi obwodami 0 V może osiągnąć kilka jednostek. Czasami wartość ta wynosi około kilkudziesięciu woltów, a prąd przepływający przez obwód wyrównywania potencjału jest dość znaczny. Często jest to przyczyną niestabilnego połączenia między pilotem a urządzeniami. W rezultacie mogą nawet ponieść porażkę.

Należy zatem wykluczyć możliwość uziemienia obwodu 0 V lub uziemienia tego obwodu w określonym punkcie. Dodatkowo należy uwzględnić możliwość połączenia napięcia 0 V z obwodem uziemienia ochronnego, który występuje w sprzęcie stosowanym w systemie alarmowym. Warto zaznaczyć, że w obiektach, gdzie środowisko elektromagnetyczne jest stosunkowo trudne, istnieje możliwość podłączenia się do tej sieci za pomocą skrętki ekranowanej. Należy podkreślić, że w tej sytuacji zakres maksymalny może być krótszy, ponieważ pojemność przewodu uważa się za wyższą.

Interfejs RS-485 jest prawdopodobnie najpopularniejszym interfejsem do organizacji małych sieci automatyki przemysłowej.

Jest to ułatwione dzięki jego wysokim właściwościom technicznym i łatwości wdrożenia. Interfejs RS-485 umożliwia tworzenie sieci przy użyciu prostego sprzętu:

• topologia magistrali;
• ze skrętką komputerową jako nośnikiem transmisji danych;
• Długość linii komunikacyjnej może sięgać 1200 m;
• prędkość przesyłu danych do 10 Mbit/s.

Do sterowania systemami rozproszonymi opartymi na RS-485 można wykorzystać wiele standardowych protokołów, w tym ModBus. Interfejs umożliwia tworzenie sieci o specjalizowanych protokołach. Aby sprzętowo zaimplementować RS-485, wystarczy dodać do mikrokontrolera tylko jeden mikroukład o niskiej integracji.

RS-485 opisano w ANSI TIA/EIA–485–A:1998. Norma określa jedynie parametry elektryczne i czasowe. Nie stanowi:

• protokół wymiany;
• rodzaje kabli i złączy;
• izolacja galwaniczna abonentów sieci.

Podstawowe parametry standardu RS-485.

Metoda transmisji danych RS-485.

Standard interfejsu RS-485 definiuje następujące sygnały:

• A – nieodwracający;
• B – odwracanie;
• C – linia wspólna (sygnał opcjonalny).

Czasami stosowane są alternatywne oznaczenia sygnałów:

• Dane+ / Dane-;
• D+ / D-;
• + / -.

Interfejs wykorzystuje różnicową metodę przesyłania danych. Informacja przekazywana jest za pomocą dwóch sygnałów przeciwfazowych A i B, a stan magistrali RS-485 określany jest na podstawie różnicy potencjałów pomiędzy liniami A i B względem wspólnej linii C. Napięcie każdej linii względem masy może być dowolne, ale w zakresie -7 ... +12 V.

RS-485 wymaga różnicowych odbiorników i nadajników.

Nadajniki generują 2 sygnały przeciwfazowe o różnicy napięć co najmniej 1,5 V (zgodnie z normą).

Do odbioru danych stosuje się odbiorniki różnicowe, które podkreślają różnicę napięć między liniami A i B. Jeżeli różnica jest większa niż 200 mV, ale do +12 V, stan linii uważa się za równy logicznemu. Gdy różnica napięć jest mniejsza niż – 200 mV, ale nie mniejsza niż – 7 V, linia znajduje się w stanie logicznego zera.

• Va > Vb odpowiada log. 1;
• W< Vb соответствует лог. 0.

Łatwo policzyć, że poziom zakłóceń i spadek napięcia na rezystancji czynnej linii może osiągnąć 1,3 V (napięcie wyjściowe nadajnika 1,5 V minus próg reakcji odbiornika 0,2 V). Margines ten zapewnia pracę interfejsu na długich liniach komunikacyjnych ze znaczną rezystancją czynną. Parametr ten określa maksymalną długość linii komunikacyjnej (1200 m). Rzeczywista różnica napięć na wyjściu przetworników może sięgać 5 V.

Linie A i B są symetryczne względem uziemienia C. Zakłócenia i zakłócenia są w nich indukowane i mają podobny kształt i wielkość. W odbiornikach różnicowych napięcia na liniach są odejmowane, sygnał jest izolowany, a napięcie zakłócające okazuje się wynosić zero. Oczywiście w warunkach rzeczywistych zawsze występuje niewielka asymetria linii i obciążeń, co prowadzi do zakłóceń w sygnale wyjściowym, jednak jest ona znacznie osłabiona.

Ze względu na symetrię interfejsu nadajników i odbiorników, zastosowanie skrętki komputerowej jako linii komunikacyjnej ma istotny wpływ na walkę z zakłóceniami elektromagnetycznymi. Prądy zakłócające w sąsiednich zwojach są skierowane przeciwnie do siebie i wzajemnie się kompensują.

Standard RS-485 określa następujące parametry elektryczne nadajników i odbiorników.

Parametr	Warunki	Oznaczający		Jednostka
		Min.	Maks.
Napięcie wyjściowe przetwornika bez obciążenia	Robciążenie = ∞	1,5 -1,5	6 -6	W
Napięcie wyjściowe nadajnika pod obciążeniem	Robciążenie = 54 omów	1,5 -1,5	5 -5	W
Impedancja wyjściowa nadajnika			54	Om
Prąd zwarciowy nadajnika	Zamknięcie wyjścia na zasilanie +12 V lub – 7 V	-	±250	mama
Napięcie trybu wspólnego na wyjściu nadajnika	Robciążenie = 54 omów	-1	3	W
Czułość odbiornika	Napięcie w trybie wspólnym -7 V do +12 V	-	±200	mV
Napięcie trybu wspólnego na wejściu odbiornika		-7	+12	W
Impedancja wejściowa odbiornika		12	-	kOhm
Całkowita impedancja wejściowa		375	-	Om

Z reguły urządzenia wyposażone w interfejsy RS-485 łączone są w sieć o topologii „Common Bus”. Abonenci przyłączani są równolegle do jednej dwuprzewodowej linii komunikacyjnej z dodatkowym przewodem wspólnym.

Każdy abonent jest podłączony do sieci poprzez różnicowy nadajnik (D) i odbiornik (R). W danym momencie aktywny (włączony) może być tylko jeden nadajnik sieciowy. Wszystkie pozostałe przetworniki muszą znajdować się w stanie trzecim (wysoka rezystancja). Stan przetwornika kontrolowany jest osobnym sygnałem (DE).

Ogólna kolejność wymiany danych wygląda następująco. Urządzenie nadrzędne włącza swój nadajnik, przesyła dane, następnie wyłącza się i odbiera odpowiedź. Wszystkie pozostałe urządzenia w tej chwili znajdują się w stanie z wyłączonymi nadajnikami. Urządzenie podrzędne odbiera dane, następnie włącza swój nadajnik i przesyła odpowiedź do urządzenia głównego.

Oczywiście są momenty, kiedy wszystkie nadajniki są wyłączone, „linia wisi w powietrzu”. Jeżeli nie zostaną podjęte specjalne środki, stan linii będzie niepewny. Wyjścia odbiornika mogą mieć dowolny poziom.

Niepewność tę można wyeliminować podłączając wejście nieodwracające odbiornika do szyny zasilającej poprzez rezystory, a wejście odwracające do masy.

Rezystancja rezystorów musi być taka, aby wytworzyć polaryzację pomiędzy wejściami odbiorników nie mniejszą niż próg zadziałania (200 mV). Rezystory te należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu rezystorów końcowych - terminatorów.

Istnieją inne możliwości wyeliminowania niepewności stanu sieci, gdy wszystkie nadajniki są wyłączone. Ale wszystkie są na poziomie protokołu.

Na początku wymiany możesz przesłać sekwencję kodów serwisowych. Ale to znacznie komplikuje wymianę i wymaga przesyłania niepotrzebnych danych.

Jeżeli w sieci zawsze znajduje się aktywne urządzenie, istnieje możliwość wyłączenia nadajnika w momencie, gdy drugi nadajnik jest już włączony, ale oba są w stanie logowania. 1. Załóżmy, że urządzenie główne przesyła dane. Następnie przełącza wyjście swojego nadajnika w stan log. 1. Urządzenie slave włącza swój nadajnik, także w stanie logowania. 1. Następnie urządzenie Master wyłącza nadajnik, a urządzenie Slave rozpoczyna transmisję danych. Linia nigdy nie pozostaje rozłączona. Algorytm taki wymaga precyzyjnej synchronizacji i ustalenia przedziałów czasowych przełączania nadajników.

Kolejnym problemem jest echo. Wszystko, co transmituje urządzenie, odbierane jest przez jego własny odbiornik. Musimy to wziąć pod uwagę. Niektóre systemy przetwarzają dane echa w ramach protokołu. W innych, praca odbiornika w czasie transmisji jest zabroniona. W moich bibliotekach Tiny_ModBusRTU_Master i Tiny_ModBusRTU_Slave master czyści bufor odbiorczy po każdym przesłaniu danych.

Koordynacja linii komunikacyjnej.

Podczas przesyłania danych na znaczną odległość w linii komunikacyjnej mogą wystąpić zauważalne zniekształcenia sygnału. Fala elektromagnetyczna odbija się od końca kabla, wraca do nadajnika i następuje zjawisko rezonansu.

Powodem są rozproszone właściwości pojemnościowe i indukcyjne kabla. W praktyce kabel ma jednolitą konstrukcję na całej długości, a co za tym idzie, te same rozłożone parametry. Dlatego właściwość kabla można scharakteryzować za pomocą jednego parametru - impedancji charakterystycznej. Zatem zniekształcenie sygnału w kablu można znacznie zmniejszyć, jeśli po stronie odbiorczej zostanie podłączony rezystor o rezystancji równej impedancji charakterystycznej kabla. Taki rezystor nazywany jest terminatorem. W sieciach RS-485 terminatory umieszcza się na obu końcach kabla, ponieważ obie strony mogą zarówno odbierać, jak i nadawać.

Impedancja charakterystyczna skręconych par wynosi zwykle 100 ... 150 omów. Dla sieci RS-485 opracowano specjalne kable o impedancji charakterystycznej 120 omów. To właśnie ta rezystancja terminatora jest uważana za standard. Często terminatory 120 omów są już zainstalowane w urządzeniach RS-485 i można je wyłączyć za pomocą przełącznika.

W praktyce stosuje się terminatory o rezystancji wyższej niż impedancja charakterystyczna kabla. Jeżeli rezystancja czynna kabla jest duża i porównywalna z rezystancją terminatorów, wówczas po stronie odbiorczej amplituda sygnału może znacznie się zmniejszyć. W takim przypadku należy szukać kompromisu pomiędzy dopuszczalnymi zniekształceniami sygnału a jego amplitudą. Przy niskich prędkościach transmisji, 9600 bodów i niższych, zastosowanie terminatorów o niskiej impedancji może nawet obniżyć jakość odbioru.

Topologia sieci wpływa również na zniekształcenia sygnału w linii komunikacyjnej. Odbicia sygnału powstają w wyniku jakiejkolwiek niejednorodności linii, w tym z powodu odgałęzień. Dlatego linia komunikacyjna musi fizycznie omijać urządzenia sieciowe połączone szeregowo, bez długich odgałęzień.

Wyjątkiem są sieci o niskiej szybkości transmisji danych i sieci wykorzystujące wzmacniacze. Stosując wzmacniaki można również zwiększyć całkowitą długość linii komunikacyjnej RS-485.

Izolacja galwaniczna.

Standard RS-485 nie przewiduje izolacji galwanicznej interfejsu od linii komunikacyjnej. Ale jeśli urządzenia sieciowe znajdują się w dużej odległości od siebie, potencjały ich przewodów uziemiających mogą się różnić o znaczne napięcie. W takim przypadku sygnały różnicowe nie pomogą, ich potencjały mogą różnić się bardziej niż dopuszczalne -7 ... + 12 V. Doprowadzi to do tego, że interfejs nie będzie działał, a nawet ulegnie awarii.

W zastosowaniach przemysłowych, bezprzewodowe linie danych nigdy nie będzie w stanie całkowicie zastąpić przewodowy. Wśród tych ostatnich najbardziej powszechny i ​​​​niezawodny jest nadal interfejs szeregowy R.S. -485 . A firma z kolei pozostaje producentem najbardziej chronionych przed wpływami zewnętrznymi i różniących się konfiguracją i stopniem integracji transceiverówMaksyma Zintegrowany .

Pomimo rosnącej popularności sieci bezprzewodowych, sieci przewodowe zapewniają najbardziej niezawodną i stabilną komunikację, szczególnie w trudnych warunkach pracy. Odpowiednio zaprojektowane sieci przewodowe umożliwiają wydajną komunikację w zastosowaniach przemysłowych i związanych z kontrolą procesów, zapewniając jednocześnie odporność na zakłócenia, ESD i przepięcia. Charakterystyczne cechy interfejsu RS-485 doprowadziły do ​​jego szerokiego zastosowania w przemyśle.

Porównanie interfejsów RS-485 i RS-422

Transceiver RS-485 to najpopularniejszy interfejs warstwy fizycznej do wdrażania sieci szeregowych zaprojektowanych do pracy w trudnych warunkach w zastosowaniach przemysłowych i systemach automatyki budynków. Ten standard interfejsu szeregowego zapewnia szybką wymianę danych na stosunkowo duże odległości za pośrednictwem pojedynczej linii różnicowej (skrętki). Głównym problemem stosowania RS-485 w przemyśle i w zautomatyzowanych systemach sterowania budynkami jest to, że stany nieustalone elektryczne występujące podczas szybkiego przełączania obciążeń indukcyjnych, wyładowań elektrostatycznych, a także przepięć impulsowych, wpływające na sieci zautomatyzowanych systemów sterowania, mogą zniekształcić przesyłanych danych lub spowodować ich awarię.

Obecnie istnieje kilka rodzajów interfejsów transmisji danych, z których każdy jest przeznaczony do konkretnych zastosowań, z uwzględnieniem wymaganego zestawu parametrów i struktury protokołu. Interfejsy komunikacji szeregowej obejmują CAN, RS-232, RS-485/RS-422, I 2 C, I 2 S, LIN, SPI i SMBus, ale RS-485 i RS-422 są nadal najbardziej niezawodne, szczególnie w trudnych warunkach pracy .

Interfejsy RS-485 i RS-422 są pod wieloma względami podobne, jednak mają pewne istotne różnice, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu systemów transmisji danych. Zgodnie ze standardem TIA/EIA-422 interfejs RS-422 jest przeznaczony do zastosowań przemysłowych z jednym urządzeniem głównym magistrali danych, do którego można podłączyć do 10 urządzeń podrzędnych (rysunek 1). Zapewnia prędkość transmisji do 10 Mb/s przy użyciu skrętki komputerowej, co poprawia odporność na zakłócenia i pozwala uzyskać najwyższy możliwy zasięg i prędkość przesyłania danych. Typowe zastosowania RS-422 obejmują automatyzację procesów (produkcja chemiczna, przetwórstwo spożywcze, papiernie), złożoną automatyzację produkcji (przemysł motoryzacyjny i obróbka metali), systemy wentylacji i klimatyzacji, systemy bezpieczeństwa, sterowanie silnikami i kontrolą ruchu obiektów.

RS-485 zapewnia większą elastyczność dzięki możliwości wykorzystania wielu urządzeń master na wspólnej magistrali, a także zwiększa maksymalną liczbę urządzeń na magistrali z 10 do 32. Zgodnie ze standardem TIA/EIA-485 RS-485 Interfejs 485 posiada bardziej szeroki zakres napięć współbieżnych (-7...12 V zamiast ±7 V) i nieco mniejszy zakres napięć różnicowych (±1,5 V zamiast ±2 V), co zapewnia wystarczający poziom sygnał odbiornika przy maksymalnym obciążeniu linii. Wykorzystując zaawansowane możliwości wielopunktowej magistrali danych, można tworzyć sieci urządzeń podłączonych do jednego portu szeregowego RS-485. Ze względu na wysoką odporność na zakłócenia i łączność wielopunktową, RS-485 jest najlepszym interfejsem szeregowym do stosowania w przemysłowych systemach rozproszonych, łączącym się z programowalnym sterownikiem logicznym (PLC), kontrolerem graficznym (HMI) lub innymi kontrolerami gromadzenia danych. Ponieważ RS-485 jest rozszerzeniem RS-422, wszystkie urządzenia RS-422 można podłączyć do magistrali sterowanej przez master RS-485. Typowe zastosowania RS-485 są podobne do tych wymienionych powyżej dla RS-422, przy czym RS-485 jest częściej używany ze względu na jego zaawansowane możliwości.

RS-485 to najpopularniejszy interfejs przemysłowy

Standard TIA/EIA-485 pozwala na wykorzystanie RS-485 na dystansie do 1200 m. Na mniejszych dystansach prędkość transmisji danych przekracza 40 Mbit/s. Użycie sygnału różnicowego zapewnia większy zasięg interfejsu RS-485, ale szybkość przesyłania danych maleje wraz ze wzrostem długości linii. Na prędkość przesyłu danych wpływa także przekrój przewodów linii oraz ilość podłączonych do niej urządzeń. Gdy konieczne jest uzyskanie zarówno dużego zasięgu, jak i dużej szybkości przesyłania danych, zaleca się stosowanie transceiverów RS-485 z wbudowaną korekcją wysokich częstotliwości, np. MAX3291. Interfejs RS-485 może pracować w trybie half-duplex z wykorzystaniem jednej skrętki lub w trybie full-duplex z jednoczesną transmisją i odbiorem danych, co zapewnia zastosowanie dwóch skrętek (czterech przewodów). W konfiguracji wielopunktowej w trybie half-duplex RS-485 może obsługiwać do 32 nadajników i do 32 odbiorników. Jednakże układy scalone transiwerów nowszej generacji mają wyższą impedancję wejściową, co pozwala na zmniejszenie obciążenia linii odbiornika o 1/4 do 1/8 wartości standardowej. Na przykład, stosując transceiver MAX13448E, liczbę odbiorników podłączonych do magistrali RS-485 można zwiększyć do 256. Dzięki interfejsowi Enhanced Multidrop RS-485 można połączyć w sieć wiele urządzeń podłączonych do jednego portu szeregowego, jak pokazano na rysunku 2.

Czułość odbiornika wynosi ±200 mV. Dlatego, aby rozpoznać jeden bit danych, poziomy sygnału w miejscu podłączenia odbiornika muszą być większe niż +200 mV dla zera i mniejsze niż -200 mV dla jednego (rysunek 3). W takim przypadku odbiornik wytłumi zakłócenia, których poziom mieści się w przedziale ±200 mV. Linia różnicowa zapewnia również skuteczne odrzucanie trybu wspólnego. Minimalna impedancja wejściowa odbiornika wynosi 12 kOhm, napięcie wyjściowe nadajnika mieści się w zakresie ± 1,5…± 5 V.

Zagadnienia związane z wykorzystaniem interfejsu szeregowego w środowisku przemysłowym

Twórcy systemów przemysłowych stoją przed wyzwaniem zapewnienia niezawodnej pracy w środowiskach elektromagnetycznych, które mogą uszkodzić sprzęt lub zakłócić cyfrowe systemy komunikacyjne. Przykładem takich systemów jest automatyczne sterowanie urządzeniami technologicznymi w zautomatyzowanym przedsiębiorstwie przemysłowym. Sterownik sterujący procesem mierzy jego parametry, a także parametry środowiskowe, przekazuje polecenia do elementów wykonawczych lub generuje alarmy. Sterowniki przemysłowe to z reguły urządzenia mikroprocesorowe, których architektura jest zoptymalizowana pod kątem rozwiązywania problemów danego przedsiębiorstwa przemysłowego. Linie danych punkt-punkt w takich systemach podlegają silnym zakłóceniom elektromagnetycznym z otoczenia.

Przetwornice DC-DC stosowane w produkcji przemysłowej działają przy wysokich napięciach wejściowych i zapewniają izolowane napięcia wejściowe do zasilania obciążenia. Do zasilania urządzeń systemu rozproszonego, które nie posiadają własnego sieciowego źródła zasilania, stosuje się napięcia stałe 24 lub 48 V. Obciążenie terminala zasilane jest napięciem 12 lub 5 V, uzyskanym poprzez konwersję napięcia wejściowego. Systemy komunikujące się ze zdalnymi czujnikami lub elementami wykonawczymi wymagają ochrony przed stanami przejściowymi, zakłóceniami elektromagnetycznymi i różnicami potencjałów uziemienia.

Wiele firm, takich jak Maxim Integrated, ciężko pracuje, aby zapewnić, że układy scalone do zastosowań przemysłowych są wysoce niezawodne i odporne na trudne warunki elektromagnetyczne. Transceivery RS-485 firmy Maxim mają wbudowane obwody ochrony przed ESD i przepięciami wysokiego napięcia oraz można je wymieniać podczas pracy bez utraty danych na linii.

Ochrona systemów transmisji danych przed niekorzystnymi wpływami zewnętrznymi

Wzmocniona ochrona ESD

Wyładowanie elektrostatyczne (ESD) występuje, gdy stykają się dwa przeciwnie naładowane materiały, co powoduje przeniesienie ładunków statycznych i utworzenie wyładowania iskrowego. ESD często występuje, gdy ludzie wchodzą w kontakt z otaczającymi obiektami. Wyładowania iskrowe powstające przy nieostrożnym obchodzeniu się z elementami półprzewodnikowymi mogą znacząco pogorszyć ich właściwości lub doprowadzić do całkowitego zniszczenia struktury półprzewodnika. ESD może wystąpić na przykład podczas wymiany kabla lub po prostu dotknięcia portu we/wy i doprowadzić do wyłączenia portu z powodu awarii jednego lub więcej układów interfejsu (rysunek 4).

Wypadki takie mogą prowadzić do znacznych strat, gdyż podnoszą koszty napraw gwarancyjnych i są postrzegane przez konsumentów jako konsekwencja niskiej jakości produktu. W produkcji przemysłowej wyładowania elektrostatyczne stanowią poważny problem, który może powodować straty rzędu miliardów dolarów rocznie. W rzeczywistych warunkach pracy wyładowania elektrostatyczne mogą prowadzić do awarii poszczególnych komponentów, a czasami do awarii całego systemu. Do ochrony interfejsów danych można używać diod zewnętrznych, ale niektóre układy scalone interfejsów zawierają wbudowane elementy zabezpieczające przed wyładowaniami elektrostatycznymi i nie wymagają dodatkowych zewnętrznych obwodów ochronnych. Rysunek 5 przedstawia uproszczony schemat funkcjonalny typowego zintegrowanego obwodu zabezpieczającego ESD. Szum udarowy na linii sygnałowej jest ograniczany przez obwód zabezpieczający diodę na poziomie napięcia VCC i uziemienia, chroniąc w ten sposób obwody wewnętrzne przed uszkodzeniem. Obecnie produkowane układy scalone interfejsów i przełączniki analogowe z wbudowaną ochroną ESD są generalnie zgodne z normą IEC 61000-4-2.

Maxim Integrated poczynił znaczne inwestycje w rozwój układów scalonych z solidną wbudowaną ochroną ESD i obecnie jest liderem w dziedzinie transceiverów RS-232 do RS-485. Urządzenia te są zaprojektowane tak, aby wytrzymać impulsy testowe ESD IEC 61000-4-2 i JEDEC JS-001 podawane bezpośrednio do portów we/wy. Rozwiązania ESD firmy Maxim są niezawodne, niedrogie, nie wymagają dodatkowych komponentów zewnętrznych i są tańsze niż większość konkurentów. Wszystkie chipy interfejsu produkowane przez tę firmę zawierają wbudowane elementy zabezpieczające każdy pin przed wyładowaniami elektrostatycznymi powstającymi podczas produkcji i eksploatacji. Rodzina transceiverów MAX3483AE / MAX3485AE chroni wyjścia nadajnika i wejścia odbiornika przed impulsami wysokiego napięcia o amplitudzie do ±20 kV. Jednocześnie zachowana jest normalna praca produktów, nie ma potrzeby wyłączania i ponownego włączania zasilania. Ponadto wbudowane funkcje ochrony ESD zapewniają pracę przy niskim poborze mocy podczas włączania, wyłączania i trybu czuwania.

Ochrona przed przepięciami

W zastosowaniach przemysłowych wejścia i wyjścia sterowników RS-485 są podatne na awarie wynikające z przepięć. Parametry przepięć udarowych różnią się od ESD – o ile czas trwania ESD zwykle mieści się w przedziale do 100 ns, o tyle czas trwania przepięć impulsowych może wynosić 200 μs i więcej. Przyczyny przepięć obejmują błędy w okablowaniu, słabe połączenia, uszkodzone lub wadliwe kable oraz krople lutowia, które mogą utworzyć przewodzące połączenie między liniami zasilania i sygnałowymi na płytce drukowanej lub złączu. Ponieważ przemysłowe systemy zasilania wykorzystują napięcia większe niż 24 V, wystawienie standardowych transceiverów RS-485, które nie mają zabezpieczenia przeciwprzepięciowego, na takie napięcia spowoduje ich awarię w ciągu kilku minut lub nawet sekund. Aby chronić przed przepięciami, konwencjonalne mikroukłady interfejsu RS-485 wymagają drogich urządzeń zewnętrznych wykonanych z dyskretnych komponentów. Transceivery RS-485 z wbudowaną ochroną przeciwprzepięciową wytrzymują szumy w trybie wspólnym na linii danych do ±40, ±60 i ±80 V. Maxim produkuje linię transceiverów RS-485/RS-422 MAX13442E ... MAX13444E, które tolerują napięcia wejściowe i wyjściowe prądu stałego do ±80 V względem masy. Elementy zabezpieczające działają niezależnie od aktualnego stanu chipa – czy jest włączony, wyłączony czy w trybie czuwania – dzięki czemu te transceivery są najbardziej niezawodne w branży, idealne do zastosowań przemysłowych. Transceivery Maxim działają nawet przy skokach napięcia spowodowanych zwarciem linii zasilających i sygnałowych, błędami okablowania, nieprawidłowymi połączeniami złączy, uszkodzonymi kablami i niewłaściwą obsługą.

Odporność odbiornika na niepewne warunki linii

Ważną cechą mikroukładów interfejsu RS-485 jest odporność odbiorników na nieokreślone warunki linii, co gwarantuje ustawienie wysokiego poziomu logicznego na wyjściu odbiornika, gdy wejścia są otwarte lub zwarte, a także gdy wszystkie nadajniki podłączone do linii przejść w tryb nieaktywny (stan wysokiej impedancji wyjść). Problem prawidłowego odbioru przez odbiornik sygnałów z zamkniętej linii danych rozwiązano poprzez przesunięcie progów sygnału wejściowego na napięcia ujemne -50 i -200 mV. Jeżeli wejściowe napięcie różnicowe odbiornika V A - V B jest większe lub równe -50 mV, wyjście R 0 jest ustawione na wysoki poziom. Jeśli VA – VB jest mniejsze lub równe -200 mV, wyjście R 0 jest ustawione na niski poziom. Kiedy wszystkie nadajniki przejdą w stan nieaktywny i nastąpi terminacja w linii, różnicowe napięcie wejściowe odbiornika jest bliskie zeru, w wyniku czego moc wyjściowa odbiornika zostaje ustawiona na wysokim poziomie. W tym przypadku margines odporności na zakłócenia na wejściu wynosi 50 mV. W przeciwieństwie do transceiverów poprzedniej generacji, progi -50 i -200 mV odpowiadają wartościom ±200 mV określonym przez normę EIA/TIA-485.

Możliwość wymiany na gorąco

Literatura

1. Nota aplikacyjna 4491, „Obrażenia od pioruna lub iskry – to zależy od tego, jak wysoki jesteś!”;
2. Nota aplikacyjna 5260, „Uwagi projektowe dla trudnego środowiska przemysłowego”;
3. Nota aplikacyjna 639, „Maxim liderem w ochronie ESD”.

Interfejs RS-485 polega na zastosowaniu połączenia typu „bus” pomiędzy urządzeniami, gdy wszystkie urządzenia połączone są poprzez interfejs jedną parą przewodów (linie A i B). Linia komunikacyjna musi być zakończona na obu końcach rezystorami końcowymi

Maksymalna możliwa długość linii RS-485 zależy głównie od charakterystyki kabla i środowiska elektromagnetycznego w miejscu pracy. W przypadku stosowania kabla o średnicy rdzenia 0,5 mm (przekrój około 0,2 mm2) zalecana długość linii RS-485 wynosi nie więcej niż 1200 m przy przekroju 0,5 mm2. mm - nie więcej niż 3000 m. Zastosowanie kabla o przekroju rdzenia mniejszym niż 0,2 m2. mm niepożądane. Zaleca się stosowanie skrętki dwużyłowej, aby zmniejszyć podatność linii na zakłócenia elektromagnetyczne, a także zmniejszyć poziom zakłóceń promieniowanych. Jeżeli długość linii RS-485 przekracza 100 m, zastosowanie skrętki jest obowiązkowe.
Aby podłączyć urządzenia do interfejsu RS-485 należy podłączyć styki „A” i „B” urządzeń odpowiednio do linii A i B interfejsu.

Do dopasowania stosuje się rezystory o rezystancji 620 omów, które instaluje się na pierwszym i ostatnim urządzeniu w linii. Większość urządzeń ma wbudowany rezystor dopasowujący, który można włączyć do linii, instalując zworkę („zworka”) na płycie urządzenia. Ponieważ zworki są zamontowane w stanie fabrycznym, należy je usunąć we wszystkich urządzeniach z wyjątkiem pierwszego i ostatniego na linii RS-485. W konwerterach wzmacniakowych S2000-PI rezystancja dopasowująca dla każdego (izolowanego i nieizolowanego) wyjścia RS-485 jest włączana za pomocą przełączników. Urządzenia S2000-K i S2000-KS nie posiadają wbudowanego rezystora dopasowującego ani zworki do jego podłączenia. Jeżeli urządzenie tego typu jest pierwszym lub ostatnim w linii RS-485, konieczne jest zainstalowanie rezystora 620 Ohm pomiędzy zaciskami „A” i „B”. Rezystor ten jest dołączony do urządzenia. Pilot „S2000M” („S2000”) można zainstalować w dowolnym miejscu linii RS-485. Jeśli jest to pierwsze lub ostatnie urządzenie w linii, pomiędzy zaciskami „A” i „B” instalowany jest rezystor obciążeniowy 620 omów (w zestawie).

W celu zwiększenia długości linii komunikacyjnej można zastosować wzmacniacze interfejsu RS-485 z automatycznym przełączaniem kierunku transmisji (patrz rysunek).

Przykładowo konwerter-regenerator interfejsów z izolacją galwaniczną „S2000-PI” pozwala na zwiększenie długości linii maksymalnie o 1500 m, zapewnia izolację galwaniczną pomiędzy odcinkami linii oraz automatycznie wyłącza zwarte odcinki RS-485 interfejs. Każdy izolowany odcinek linii RS-485 musi być dopasowany po obu stronach – na początku i na końcu. Należy zwrócić uwagę na włączenie rezystorów dopasowujących w każdym segmencie linii RS-485: należy je włączać przełącznikami w wzmacniakach S2000-PI, a nie zworkami w urządzeniach, ponieważ przełączniki nie tylko łączą rezystor dopasowujący , ale także napięcie wyjściowe do offsetu linii RS 485, które jest niezbędne do prawidłowego działania tych wzmacniaków.

UWAGA! Obwody „0 V” izolowanych odcinków linii nie są ze sobą łączone. Co więcej, izolowane urządzenia nie mogą być zasilane ze wspólnego źródła zasilania, aby uniknąć sprzężenia galwanicznego poprzez wspólne obwody zasilania.

Używając wzmacniaczy S2000-PI, można tworzyć długie odgałęzienia głównej autostrady RS-485, tworząc topologię gwiazdy. W tym przypadku zarówno odcinek, z którego wykonana jest odnoga, jak i każda z odgałęzień muszą być spójne, jak pokazano na ryc. 83. Szczególną uwagę należy zwrócić na fakt, że rezystory dopasowujące na „S2000-PI” muszą być instalowane za pomocą przełączników.

Odgałęzienia na linii RS-485 są niepożądane, ponieważ zwiększają zniekształcenie sygnału w linii, ale są praktycznie akceptowalne w przypadku krótkich odgałęzień (nie większych niż 50 m). Rezystory terminujące nie są instalowane na poszczególnych gałęziach. Zaleca się wykonywanie długich odgałęzień przy użyciu wzmacniaków S2000-PI, jak pokazano na rys.

W systemie rozproszonym, w którym konsola i urządzenia podłączone do tej samej linii RS-485 zasilane są z różnych źródeł zasilania, konieczne jest połączenie obwodów „0 V” wszystkich urządzeń i konsoli w celu wyrównania ich potencjałów. Niezastosowanie się do tego wymogu może skutkować niestabilną komunikacją pomiędzy pilotem a urządzeniami. W przypadku stosowania kabla z kilkoma skręconymi parami żył, wolną parę można wykorzystać w obwodzie wyrównywania potencjałów. Dopuszczalne jest zastosowanie w tym celu ekranowanej skrętki dwużyłowej, pod warunkiem, że ekran nie będzie uziemiony. Schemat podłączenia urządzeń i pilota do linii RS-485 przedstawiono na rys.
W obiektach o trudnych warunkach elektromagnetycznych dla linii RS-485 można zastosować ekranowaną skrętkę dwużyłową. Maksymalny zasięg komunikacji przy zastosowaniu kabla ekranowanego może być krótszy ze względu na większą pojemność kabla ekranowanego. Ekran kabla wymaga uziemienia tylko w jednym punkcie

Czasami konieczne staje się przesłanie protokołu informacyjnego systemu Orion poprzez lokalną sieć Ethernet. Jednym z rozwiązań tego problemu jest zastosowanie konwerterów interfejsu S2000-Ethernet.

Przy zastosowaniu konwertera możliwe są dwa tryby pracy:

• Tryb przezroczysty. Przesyła dane z interfejsu RS-232 lub RS-485 do Ethernetu i z powrotem. Zaprojektowany do użytku zarówno jako część systemu Orion (protokół Orion i Orion Pro), jak i jako część innych systemów;
• Tryb zapisywania zdarzeń. Zapewnia wzrost szybkości wymiany pomiędzy urządzeniami systemu Orion i zmniejszenie ilości informacji przesyłanych w sieci lokalnej. Tryb stosowany wyłącznie w systemie z protokołem wymiany Orion.

W przypadku stosowania topologii punkt-wielopunkt, do jednego S2000-Ethernet po stronie interrogatora można podłączyć maksymalnie 8 sieci S2000-Ethernet po stronie klienta.

Schemat blokowy wykorzystania „S2000-Ethernet” z „S2000M”

Do podłączenia zdalnych urządzeń do kontrolera sieciowego za pomocą łącza światłowodowego stosuje się dwa konwertery „RS-FX-MM” (dla łączy światłowodowych wielomodowych) lub „RS-FX-SM40” (dla łączy światłowodowych jednomodowych) : jeden po stronie sterownika sieciowego, drugi po stronie sterownika sieciowego, po stronie zdalnych instrumentów systemu Orion.

Firma Bolid dostarcza konwertery interfejsów informacyjnych ISO Orion na certyfikowane zgodnie z normami ISO światłowodowe linie komunikacyjne, które mogą być stosowane m.in. w systemach alarmowych i automatyce pożarowej. Maksymalna długość transmisji danych dla konwertera RS-FX-MM wynosi 2 km, dla konwertera RS-FX-SM40 – 40 km. Schemat podłączenia urządzeń poprzez interfejs RS-485 za pomocą konwerterów światłowodowych przedstawiono na rys.

W wielu przypadkach konieczna staje się transmisja protokołu informacyjnego systemu Orion kanałem radiowym. Główne zalety tej sieci to:

• bezpieczeństwo przeciwwybuchowe;
• nie ma potrzeby układania kabli.

Aby rozwiązać ten problem, można użyć modemów radiowych „S2000-RPI” (częstotliwość 2,4 GHz) i „Nevod-5” (433,92 MHz).

Repeater kanału radiowego interfejsów „S2000-RPI” (zwany dalej RPI) umożliwia podłączenie różnych urządzeń (posiadających interfejs RS-232/RS-485) za pośrednictwem kanału radiowego i transmisję danych z RS-232/RS- 485 interfejsów w zakresie częstotliwości od 2405 do 2483,5 MHz. Przeznaczony do stosowania zarówno jako część systemu Orion, jak i jako część innych systemów wykorzystujących pakietową transmisję danych. Obsługuje pracę w sieciach radiowych w topologiach Point-to-Point i Point-to-Point oraz przekazywanie pakietów. Występuje w dwóch wersjach: „S2000-RPI” – z anteną zewnętrzną oraz „S2000-RPI isp. 01" - bez anteny zewnętrznej.

Długość kanału radiowego pomiędzy dwoma FIR w zasięgu wzroku:

przy mocy 10 mW:

• „S2000-RPI” – do 200 m (ze standardową anteną);
• „S2000-RPI isp. 01" - do 150 m;

przy mocy 100 mW:

• „S2000-RPI” – do 600 m (ze standardową anteną);
• „S2000-RPI isp. 01" - do 350 m.

Możliwe są dwa tryby pracy RPI:

• Tryb czuwania. Przesyła dane z interfejsu RS-232 lub RS-485 na kanał radiowy i z powrotem;
• Tryb przekaźnika. Odbiera i transmituje (przekazuje pakiety) kanałem radiowym z jednoczesnym przesłaniem informacji do wybranego interfejsu przewodowego.

Cechy systemu wykorzystującego FIR:

• Należy uwzględnić stan przekazu radiowego, obecność technologicznych źródeł zakłóceń radiowych oraz możliwość występowania zakłóceń naturalnych;
• W przypadku FIR z anteną wewnętrzną należy wybrać lokalizację o możliwie najwyższym poziomie sygnału.

W poniższych przykładach system może pracować z komputerem PC lub bez niego.

Połączenie punkt-punkt

Połączenie punkt-wielopunkt

W przypadku stosowania topologii „punkt-kropka” można podłączyć do 6 urządzeń „S2000-RPI” po stronie klienta do jednego „S2000-RPI” po stronie serwera.

Działanie RPI w trybie przekazywania pakietów za pośrednictwem kanału radiowego

Dane odbierane przez RPI nr 1 poprzez interfejs RS-485 przesyłane są kanałem radiowym w pakiecie rozgłoszeniowym. Po odebraniu pakietu kanałem radiowym RPI nr 2...4 jest on wysyłany poprzez interfejs RS-485 do urządzeń systemu Orion. FIR nr 3 znajduje się w trybie „Przekaźnik” i przekazuje odebrany pakiet kanałem radiowym do FIR nr 4 oraz poprzez interfejs RS-485 do urządzeń systemu Orion.

Specjaliści z firmy Bolid przetestowali system Orion za pomocą radiomodemów Nevod-5 firmy Geolink Electronics (zwanych dalej Nevod-5), pracujących na częstotliwości 433,92 ± 0,2% MHz.

Połączenie punkt-wielopunkt

W przypadku stosowania topologii punkt-wielopunkt liczba Nevod-5 po stronie klienta jest ograniczona jedynie wymaganą szybkością systemu.

Powtarzamy, że w poniższych przykładach system może pracować zarówno z komputerem, jak i bez niego.

Praca w trybie przekazywania pakietów poprzez kanał radiowy

Cechy systemu wykorzystującego radiomodemy Nevod-5:

• W przypadku stosowania standardowych anten na falę o częstotliwości 433,92 MHz, nadajniki nie mogą znajdować się w odległości mniejszej niż 6 metrów od siebie.
• Należy wziąć pod uwagę stan przekazu radiowego, obecność technologicznych źródeł zakłóceń radiowych oraz możliwość wystąpienia zakłóceń naturalnych

Dla systemów bezpieczeństwa i kontroli dostępu możliwa jest budowa obwodów bez pilota „S2000M”, natomiast „S2000-Ethernet” oprócz transmisji interfejsu konwertuje interfejs RS-232 na RS-485.
W tym trybie nie można używać konwerterów RS-FX-MM i RS-FX-SM40.

Jeżeli dla segmentów interfejsu RS-485 stosowane jest układanie powietrza, należy zastosować zabezpieczenia linii „BZL”.

Do galwanicznej izolacji segmentów interfejsu zaleca się stosowanie wzmacniaków S2000-PI. W takim przypadku zasilanie urządzeń podłączonych przed i za S2000-PI powinno być zasilane z różnych źródeł zasilania. Nie należy łączyć szyn „0V” tych urządzeń. Zalecany schemat na przykładzie obiektu składającego się z 3 budynków pokazano na rysunku.

Opis

RS-485 (zalecany standard 485 lub EIA/TIA -485-A) to zalecany standard transmisji danych przez dwuprzewodowy, półdupleksowy, wielopunktowy, symetryczny kanał komunikacji szeregowej. Wspólny rozwój stowarzyszeń: Electronic Industries Alliance (EIA) i Telecommunications Industry Association (TIA). Standard opisuje tylko fizyczne warstwy sygnalizacji (tj. tylko warstwę 1 modelu połączeń wzajemnych systemów otwartych OSI). Norma nie opisuje modelu wymiany oprogramowania i protokołów wymiany. RS-485 powstał w celu rozszerzenia fizycznych możliwości interfejsu RS232 w zakresie przesyłania danych binarnych.

Wydania RS-485

Nazwa: Zalecana norma 485
Charakterystyka elektryczna generatorów i odbiorników do stosowania w zrównoważonych systemach wielopunktowych
Charakterystyki elektryczne generatorów i odbiorników do stosowania w zrównoważonych systemach wielopunktowych.

Deweloper: Stowarzyszenie Przemysłu Elektronicznego (EIA). Stowarzyszenie Elektroniki Przemysłowej.
Wersje standardowe:
RS-485A (zalecana wersja standardowa 485: A) rok produkcji 1983.
EIA 485-A rok produkcji 1986.
TIA/EIA 485-A rok produkcji 1998.
TIA/EIA 485-A rok wydania 2003.

Międzynarodowe i krajowe standardy oparte na standardzie RS-485

ISO/IEC 8482 (1993 aktywny)
Wydawca: ISO, IEC
Nazwa: Technika informatyczna - Telekomunikacja i wymiana informacji pomiędzy systemami - Wielopunktowe połączenia skrętkowe.
Stare wydania:
ISO8284 (1987 nieaktywny)

ITU-T wersja 11 (1996 aktywny)
Wydawca: MIĘDZYNARODOWA UNIA TELEKOMUNIKACYJNA
Nazwa: Charakterystyka elektryczna dla zrównoważonych, dwuprądowych obwodów wymiany, które działają przy szybkościach przesyłania danych do 10 Mbit/s.
Stare wydania:
ITU-T wersja 11 (1993 nieaktywny)
CCITT wersja 11 (1988 nieaktywny)

ANSI/TIA-485-A (1998 aktywny)
Wydawca: Amerykański Narodowy Instytut Normalizacyjny, ANSI
Nazwa: Charakterystyka elektryczna generatorów i odbiorników do stosowania w zrównoważonych cyfrowych systemach wielopunktowych.

Właściwości standardowego interfejsu RS-485

Dwukierunkowa, półdupleksowa transmisja danych. Szeregowy strumień danych jest transmitowany tylko w jednym kierunku na raz; przesyłanie danych w drugim kierunku wymaga przełączenia transceivera. Transceivery są zwykle nazywane „sterownikami” i są urządzeniami lub obwodami elektrycznymi, które generują sygnał fizyczny po stronie nadajnika.

Symetryczny kanał komunikacyjny. Do odbioru/przesyłania danych wykorzystywane są dwa równe przewody sygnałowe. Przewody są oznaczone łacińskimi literami „A” i „B”. Te dwa przewody umożliwiają sekwencyjną wymianę danych w obu kierunkach (naprzemiennie). Przy zastosowaniu skrętki kanał symetryczny znacznie zwiększa odporność sygnału na zakłócenia w trybie wspólnym i dobrze tłumi promieniowanie elektromagnetyczne wytwarzane przez sygnał użyteczny.

Różnicowa (zrównoważona metoda transmisji danych). Przy tej metodzie transmisji danych zmienia się różnica potencjałów na wyjściu transceivera; podczas transmisji „1” różnica potencjałów pomiędzy AB jest dodatnia, podczas transmisji „0” różnica potencjałów pomiędzy AB jest ujemna. Oznacza to, że prąd między stykami A i B podczas przesyłania „0” i „1” płynie (równoważy się) w przeciwnych kierunkach.

Wielopunktowy. Umożliwia wielokrotne podłączenie odbiorników i transceiverów do jednej linii komunikacyjnej. W takim przypadku do linii można w danym momencie podłączyć tylko jeden nadajnik i wiele odbiorników, pozostałe nadajniki muszą poczekać, aż linia komunikacyjna stanie się wolna i będzie można przesyłać dane.

Wyjście nadajnika o niskiej impedancji. Wzmacniacz buforowy nadajnika posiada wyjście o niskiej impedancji, co pozwala na przesłanie sygnału do wielu odbiorników. Standardowa obciążalność nadajnika wynosi 32 odbiorniki na nadajnik. Dodatkowo do obsługi skrętki wykorzystywany jest sygnał prądowy (im wyższy prąd roboczy skrętki, tym bardziej tłumi ona szum wspólny na linii komunikacyjnej).

Martwa strefa. Jeżeli poziom sygnału różnicowego pomiędzy stykami AB nie przekracza ±200 mV, uznaje się, że w linii nie ma sygnału. Zwiększa to odporność na zakłócenia transmisji danych.

Dane techniczne RS-485

Dopuszczalna liczba transceiverów (sterowników) 32

Maksymalna długość łącza 1200 m (4000 stóp)

Maksymalna prędkość transferu 10 Mbit/s

Minimalne wyjście sterownika ±1,5 V

Maksymalna moc wyjściowa sterownika ±5 V

Maksymalny prąd zwarciowy sterownika 250 mA

Impedancja wyjściowa przetwornika 54 omów

Impedancja wejściowa przetwornika 12 kOhm

Dopuszczalna całkowita impedancja wejściowa 375 omów

Zakres nieczułości sygnału ±200 mV

Poziom jednostki logicznej (Uab) >+200 mV

Logiczny poziom zerowy (Uab) ←200 mV

Impedancja wejściowa niektórych odbiorników może przekraczać 12 kOhm (obciążenie jednostkowe). Na przykład 48 kOhm (1/4 jednostki obciążenia) lub 96 kOhm (1/8), co pozwala zwiększyć liczbę odbiorników do 128 lub 256. Przy różnych impedancjach wejściowych odbiorników konieczne jest, aby całkowita impedancja wejściowa jest nie mniejsza niż 375 omów.

Opis działania RS-485

Ponieważ standard RS-485 opisuje jedynie fizyczny poziom procedury wymiany danych, wszelkie problemy związane z wymianą, synchronizacją i potwierdzeniem przypisane są do wyższego protokołu wymiany. Jak już powiedzieliśmy, najczęściej jest to standard RS-232 lub inne wyższe protokoły (ModBus, DCON itp.).

Sam RS-485 wykonuje tylko następujące czynności:

Konwertuje przychodzącą sekwencję „1” i „0” na sygnał różnicowy.

Przesyła sygnał różnicowy do łącza zbalansowanego.

Łączy lub odłącza nadajnik sterownika w oparciu o sygnał o wyższym protokole.

Odbiera sygnał różnicowy z linii komunikacyjnej.

Jeśli podłączysz oscyloskop do styków A-B (RS-485) i GND-TDx (RS-232), nie zobaczysz różnicy w kształcie sygnałów przesyłanych w liniach komunikacyjnych. W rzeczywistości kształt sygnału RS-485 całkowicie powtarza kształt sygnału RS-232, z wyjątkiem inwersji (w RS-232 jednostka logiczna przesyłana jest z napięciem -12 V, a w RS-485 +5 V) .

Rys. 1 Forma sygnałów RS-232 i RS-485 przy transmisji dwóch znaków „0” i „0”.

Jak widać z rys. 1 następuje proste przeliczenie poziomów sygnału na napięcie.

Choć kształt sygnałów jest dla powyższych standardów taki sam, to sposób ich powstawania i moc sygnałów są różne.

Rys.2 Tworzenie sygnałów RS-485 i RS-232

Konwersja poziomów sygnałów i nowy sposób ich tworzenia pozwoliły rozwiązać szereg problemów, które kiedyś nie były brane pod uwagę przy tworzeniu standardu RS-232.

Zalety sygnału fizycznego RS-485 w porównaniu z sygnałem RS-232

Stosowany jest unipolarny zasilacz +5V, który służy do zasilania większości urządzeń elektronicznych i mikroukładów. Upraszcza to konstrukcję i ułatwia koordynację urządzeń.

Moc sygnału nadajnika RS-485 jest 10 razy większa niż moc sygnału nadajnika RS-232. Pozwala to na podłączenie aż 32 odbiorników do jednego nadajnika RS-485 i tym samym transmisję danych.

Zastosowanie sygnałów symetrycznych, które posiadają izolację galwaniczną przy zerowym potencjale sieci zasilającej. W rezultacie zakłócenia nie mogą przedostać się do neutralnego przewodu zasilającego (jak w przypadku RS-232). Biorąc pod uwagę możliwość pracy nadajnika przy obciążeniu o niskiej impedancji, możliwe staje się wykorzystanie efektu tłumienia zakłóceń w trybie wspólnym z wykorzystaniem właściwości „skrętki”. Zwiększa to znacznie zasięg komunikacji. Ponadto możliwe staje się „gorące” podłączenie urządzenia do linii komunikacyjnej (choć nie przewiduje tego standard RS-485). Należy pamiętać, że w przypadku RS-232 „gorące” podłączenie urządzenia zwykle prowadzi do awarii portu COM komputera.

Opis wymiany danych w standardzie RS-485

Każdy transceiver RS-485 (sterownik) może znajdować się w jednym z dwóch stanów: nadawania danych lub odbierania danych. Sterownik RS-485 przełącza się za pomocą specjalnego sygnału. Przykładowo na rys. 3 przedstawiono wymianę danych za pomocą konwertera AC3 firmy Aries. Tryb konwertera przełączany jest sygnałem RTS. Jeśli RTS=1 (True) AC3 przesyła dane, które do niego przychodzą z portu COM do sieci RS-485. W takim przypadku wszystkie pozostałe sterowniki muszą znajdować się w trybie odbioru (RTS=0). Zasadniczo RS-485 jest dwukierunkowym multipleksowanym wzmacniaczem buforowym dla sygnałów RS-232.

Rys.3 Przykład zastosowania konwertera Aries AC3.

Sytuacja, gdy w trybie nadajnika pracuje jednocześnie więcej niż jeden drajwer RS-485 prowadzi do utraty danych. Sytuację tę nazywa się „kolizją”. Aby zapobiec kolizjom w kanałach wymiany danych, konieczne jest stosowanie wyższych protokołów (OSI). Takie jak MODBUS, DCON, DH485 itp. Lub programy, które bezpośrednio współpracują z RS-232 i rozwiązują problemy kolizyjne. Protokoły te są zwykle nazywane protokołami 485. Chociaż w rzeczywistości podstawą sprzętową wszystkich tych protokołów jest oczywiście RS-232. Zapewnia sprzętowe przetwarzanie całego przepływu informacji. Programowe przetwarzanie strumienia danych i rozwiązywanie problemów z kolizjami odbywa się za pomocą protokołów wyższego poziomu (Modbus itp.) i oprogramowania.

Podstawowe zasady realizacji protokołów wyższego poziomu (typ MODBUS)

Rzućmy okiem na te protokoły, chociaż nie są one powiązane ze standardem RS-485. Zwykle protokół najwyższego poziomu obejmuje komunikację pakietową, ramkową lub ramkową. Oznacza to, że informacje są przesyłane w logicznie kompletnych częściach. Każda ramka musi być oznaczona, tj. jego początek i koniec są oznaczone specjalnymi symbolami. Każda ramka zawiera adres urządzenia, polecenie, dane, sumę kontrolną, które są niezbędne do zorganizowania wymiany wielopunktowej. Aby uniknąć kolizji, zwykle stosuje się schemat master-slave. „Master” ma prawo samodzielnie przełączyć swój sterownik RS-485 w tryb nadawania, pozostałe sterowniki RS-485 pracują w trybie odbioru i nazywane są „slave”. Aby „slave” zaczął przesyłać dane na linię komunikacyjną, „master” wysyła mu specjalne polecenie, które nadaje urządzeniu o podanym adresie prawo do przełączenia sterownika w tryb transmisji na określony czas.

Po przesłaniu polecenia włączenia do urządzenia podrzędnego, urządzenie nadrzędne wyłącza swój nadajnik i czeka na odpowiedź urządzenia podrzędnego przez okres czasu zwany limitem czasu. Jeśli w ciągu limitu czasu nie zostanie odebrana żadna odpowiedź od „slave”, wówczas „master” ponownie przejmuje linię komunikacyjną. Rolę „hosta” pełni zazwyczaj program zainstalowany na komputerze. Istnieją również bardziej złożone organizacje protokołów pakietowych, które pozwalają na cykliczne przenoszenie roli „mastera” z urządzenia na urządzenie. Zwykle takie urządzenia nazywane są „przywódcami” lub mówi się, że przesyłają „znacznik”. Posiadanie „tokena” czyni urządzenie „masterem”, ale będzie ono musiało przenieść je na inne urządzenie w sieci według określonego algorytmu. Zasadniczo powyższe protokoły różnią się tymi algorytmami.

Jak widać, najlepsze protokoły mają organizację pakietową i są realizowane na poziomie oprogramowania, pozwalają rozwiązać problem „kolizji” danych i wielopunktową organizację wymiany danych.

Implementacja transceiverów RS-485 (sterowniki)

Wiele firm produkuje transceivery RS485. Nazywa się je zwykle konwerterami RS232 - RS485 lub konwerterami RS232-RS485. Aby wdrożyć te urządzenia, produkowane są specjalne mikroukłady. Rola tych mikroukładów ogranicza się do konwersji poziomów sygnału RS232C na poziomy sygnału RS485 (TTL/CMOS) i odwrotnie, a także zapewnienia pracy w trybie half-duplex.

W zależności od sposobu przejścia w tryb transmisji wyróżnia się urządzenia:

Możliwość przełączania za pomocą oddzielnego sygnału. Aby przejść do trybu transmisji należy ustawić sygnał aktywny na osobnym wejściu. Zwykle jest to sygnał RST (port COM). Te transceivery są obecnie rzadko spotykane. Niemniej jednak czasami nie można ich zastąpić. Załóżmy, że musisz nasłuchiwać wymiany danych pomiędzy sterownikami urządzeń przemysłowych. Jednocześnie twój transceiver nie powinien przełączać się w tryb nadawania, aby nie spowodować kolizji w tej sieci. Stosowanie transiwera z automatycznym przełączaniem jest tutaj niedozwolone. Przykładem takiego konwertera jest Aries AC3.

Z automatycznym przełączaniem i bez sprawdzania stanu linii. Najpopularniejsze konwertery, które przełączają się automatycznie, gdy na ich wejściu pojawi się sygnał informacyjny. Nie kontrolują jednak zajętości linii komunikacyjnej. Przetwornice te wymagają ostrożnego użytkowania ze względu na duże prawdopodobieństwo kolizji. Przykład konwertera Aries AS3M.

Z automatycznym przełączaniem i sprawdzaniem stanu linii. Najbardziej zaawansowane konwertery, które mogą przesyłać dane do sieci tylko wtedy, gdy sieć nie jest zajęta przez inne transceivery, a na wejściu znajduje się sygnał informacyjny.

Implementacja sprzętowa RS485 na przykładzie konwertera RS232-RS485 AC3 Aries

Rys.4 Schemat ideowy AC3 Aries.

Na rysunku 4 przedstawiono schemat ideowy konwertera AC3 Aries. Konwerter ten posiada osobny sygnał umożliwiający tryb transmisji danych. Jako sygnał sterujący wykorzystywany jest sygnał wyjściowy portu COM RST. Jeżeli RST=1 (+12V) konwerter przesyła dane z TD (port COM) do sieci RS485, jeżeli RST=0 (-12V) to dane odbierane są z sieci RS-485 na wejście RD (port COM ). Konwerter działa na przemysłowym napięciu sieciowym prądu przemiennego o napięciu 220 woltów. Zasilanie konwertera wykonane jest w układzie impulsowym w oparciu o mikroukład TOP232N (DA1). Zasilacz wytwarza dwa niezależne napięcia +5V. Do odbioru i konwersji polarnych sygnałów RS232 (±12 V) na unipolarne sygnały poziomu TTL/CMOS (+5 V) używany jest układ MAX232N (DD1). Mikroukład ten jest o tyle ciekawy, że zasilany jest napięciem jednobiegunowym +5 V i ma wbudowane źródła napięcia niezbędne do pracy z sygnałami polarnymi o wartości ±12 V. Do prawidłowej pracy wbudowanych źródeł napięcia zewnętrzne kondensatory C14, C15, C17, C18 są podłączone do układu MAX232N. Dodatkowo mikroukład posiada dwa konwertery poziomu sygnału RS-232C na TTL/CMOS w obu kierunkach.

Cel sygnałów:
RST - aby przełączyć konwerter w tryb nadawania/odbioru
TD - transfer danych z RS232 na RS485
RD - odbiór danych w RS232 z RS485

Następnie sygnały RS232 konwertowane do poziomu TTL/CMOS podawane są na transoptory 6N137, które zapewniają galwaniczną izolację sygnałów RS232 i RS485. Do transmisji/odbioru danych po stronie interfejsu RS485 wykorzystywany jest układ DS75176 (transceiver wielopunktowy RS485). Układ ten zasilany jest z osobnego źródła o napięciu +5 V. Mikroukład jest wzmacniaczem sygnału o poziomie TTL/COMOS z przełączaniem kierunku transmisji. Wyjścia DS75176 są podłączone do pinów A i B poprzez rezystory 100 omów, co zapewnia prąd zwarciowy A-B o natężeniu 250 mA. Moc sygnału RS485 jest około 10 razy większa niż w przypadku sygnałów RS232. Układ ten wzmacnia sygnał do wymaganej mocy i zapewnia pracę w trybie half-duplex.

Topologia sieci RS-485

Sieć RS-485 zbudowana jest w oparciu o schemat magistrali szeregowej (szyny), tj. urządzenia w sieci są połączone szeregowo kablami symetrycznymi. Końce linii komunikacyjnych należy obciążyć rezystorami dopasowującymi - „terminatorami”, których wartość musi być równa impedancji charakterystycznej kabla komunikacyjnego.

Terminatory spełniają następujące funkcje:

Zmniejsz odbicie sygnału od końca linii komunikacyjnej.

Zapewnia wystarczający prąd w całej linii komunikacyjnej, aby stłumić zakłócenia w trybie wspólnym za pomocą skrętki.

Jeżeli odległość segmentu sieci przekracza 1200 m lub liczba kierowców w segmencie jest większa niż 32, należy zastosować wzmacniak, aby utworzyć kolejny segment sieci. W takim przypadku każdy segment sieci musi być podłączony do terminatorów. W tym przypadku za segment sieci uważa się kabel pomiędzy urządzeniem końcowym a wzmacniaczem lub pomiędzy dwoma wzmacniaczami.

Norma RS-485 nie określa, jaki rodzaj kabla zbalansowanego należy zastosować, ale de facto stosowana jest skrętka dwużyłowa o impedancji charakterystycznej 120 omów.

Rys.6 Kabel przemysłowy Belden 3106A do sieci RS485

Do układania sieci RS485 zaleca się stosowanie kabla przemysłowego Belden3106A. Kabel ten ma charakterystyczną impedancję 120 omów i ekranowany podwójną skrętką. Kabel Belden3106A zawiera 4 przewody. Pomarańczowy i biały przewód to symetryczna ekranowana skrętka dwużyłowa. Niebieski przewód kabla służy do łączenia potencjału zerowego zasilaczy urządzeń w sieci i nazywany jest „wspólnym”. Drut bez izolacji służy do uziemienia oplotu kabla i nazywany jest „drenem”. W segmencie sieci przewód drenażowy jest uziemiany poprzez rezystancję umieszczoną na obudowie urządzenia, na jednym końcu segmentu, aby zapobiec przepływowi prądów błądzących przez oplot kabla, o różnych potencjałach uziemienia w odległych punktach.

Zwykle rezystancja terminatora i uziemienie ochronne znajdują się wewnątrz urządzenia. Należy je prawidłowo połączyć za pomocą zworek lub przełączników. Opis tych połączeń należy znaleźć w dokumentacji technicznej producenta urządzenia.

Rys.7 Schemat połączeń 1747-AIC (Allen Bradley)

Rysunek 7 przedstawia połączenia kablowe z urządzeniami pośrednimi segmentu sieci. W przypadku pierwszego urządzenia w segmencie sieci DH-485 należy zainstalować zworkę 5-6 (łączy terminator 120 omów znajdujący się wewnątrz 1747-AIC) i zworkę 1-2 (łączy przewód drenu z obudową urządzenia poprzez rezystancję wewnętrzną ). Dla ostatniego urządzenia w segmencie sieci wystarczy założyć zworkę 5-6 (podłączyć terminator)

W przypadku stosowania innych kabli symetrycznych, zwłaszcza gdy nie jest znana ich impedancja charakterystyczna, wielkość terminatorów dobierana jest eksperymentalnie. Aby to zrobić, musisz zainstalować oscyloskop na środku segmentu sieci. Obserwując kształt prostokątnych impulsów transmitowanych przez jeden ze sterowników można stwierdzić, że konieczne jest skorygowanie wartości rezystancji terminatora.

Oprogramowanie do pracy w sieciach RS-485

Interfejs RS-485 stał się głównym interfejsem fizycznym w przemysłowych sieciach danych. Protokoły takie jak ModBus, ProfiBus DP, DCON, DH-485 działają na poziomie fizycznym RS-485.

Przemysłowe protokoły przesyłania danych są często klasyfikowane przez producentów. Informacje o konkretnym protokole komunikacyjnym muszą być gromadzone krok po kroku.

Specjalista pracujący z sieciami przemysłowymi potrzebuje programu odczytującego wszystkie informacje przesyłane w sieciach informatycznych. Podstawowe tajemnice protokołów przemysłowych można odkryć jedynie poprzez wszechstronną analizę przesyłanych i odbieranych danych. Program ComRead v.2.0 przeznaczony jest do zapisywania i wyświetlania danych i sygnałów usługowych przesyłanych w sieciach informatycznych pracujących w standardzie RS-232, RS-485, Bell-202 itp. Program nie tylko zapisuje wszystkie informacje, ale także tworzy bazę czasową danych i sygnałów usługowych. Program ComRead v.2.0 skanuje kanał informacyjny bez wpływu na jego działanie, czyli pracuje w trybie nasłuchiwania fizycznego nośnika transmisji informacji. Dodatkowo program może pracować w trybie tłumacza danych i sygnałów usługowych. Jednocześnie staje się bezpośrednią częścią kanału przekazu informacji. Więcej o programie można dowiedzieć się tutaj

Możliwość nadawania.

Połączenie wielopunktowe.

Wady RS485

Wysokie zużycie energii.

Brak sygnałów serwisowych.

Możliwość kolizji.