RS-485: conexiune și control

RS-485 este un standard care a fost adoptat pentru prima oară de Asociația Industriei Electronice. Până în prezent, acest standard abordează caracteristicile electrice ale tuturor tipurilor de receptoare și emițătoare utilizate în diferite sisteme digitale echilibrate.

Ce este?

Printre specialisti, RS-485 este numele unei interfete destul de populare care este utilizata in mod activ in diferite sisteme de control al proceselor industriale pentru a conecta mai multi controlori, precum si multe alte dispozitive intre ele. Principala diferență a acestei interfețe de la RS-232 nu este mai puțin comună este aceea că asigură o combinație simultană a mai multor tipuri de echipamente.

Cu ajutorul RS-485, este posibilă schimbul de informații de mare viteză între mai multe dispozitive printr-o singură linie de comunicație cu două fire în modul jumătate duplex. Este utilizat pe scară largă în industria modernă în procesul de formare a unui sistem automatizat de control al procesului.

Raza și viteza

Cu ajutorul acestui standard, se realizează difuzarea de informații cu o viteză de până la 10 Mbps, în timp ce intervalul maxim posibil va depinde în mod direct de viteza cu care sunt transmise datele. Astfel, pentru a asigura viteza maximă, datele pot fi transmise nu mai mult de 120 de metri, iar la o viteză de 100 kbit / s informația este difuzată cu mai mult de 1200 de metri.

Numărul de dispozitive care trebuie conectate

Numărul de dispozitive care pot combina interfața RS-485 va depinde în mod direct pe transceivere ce dispozitivul este utilizat. Fiecare emițător este proiectat pentru controlul simultan 32 de către receptoarele standard, dar trebuie să se înțeleagă că există receptoare, impedanța de intrare este de 50%, 25% sau o parte chiar mai mică a standardului, iar în cazul utilizării unor astfel de echipamente numărul total de dispozitive va crește în mod corespunzător.

Conectori și protocoale

Cablul RS-485 nu standardizează niciun format special de cadre de informații sau protocol de schimb. În majoritatea cazurilor, pentru transfer de date se folosesc aceleași cadre care utilizează RS-232, adică biți de date, biți de oprire și pornire și un bit de paritate, dacă este necesar.

protocoale de comunicare funcționează în majoritatea sistemelor moderne se realizează pe un „master-slave“, adică, un fel de dispozitiv în rețea este lider și își asumă o cerere de schimb prin trimiterea inițiativa între toate dispozitivele slave diferă în adrese logice. Cel mai popular protocol de astăzi este pentru Modbus RTU.

Trebuie remarcat faptul că, de asemenea, cablul RS-485 nu are nici un tip specific de conectori sau cabluri, adică conectori terminali, DB9 și alții.

conexiune

Cel mai adesea, cu utilizarea acestei interfețe, există o rețea locală care combină mai mulți transmițători în același timp.

Realizarea-RS 485, trebuie să se combine cu pricepere, cu fiecare alte circuite de semnal, denumit în mod obișnuit ca A și B. În acest caz, inversarea nu este atât de teribil, pur și simplu dispozitivele conectate nu va funcționa.

Sfaturi utile

Folosind interfața RS-485, trebuie să luați în considerare câteva caracteristici ale funcționării sale:

• Cel mai optim mediu pentru transmisia semnalului este un cablu twisted-pair.
• Capetele cablului trebuie amortizate prin intermediul rezistențelor terminale specializate.
• O rețea care utilizează RS-485 standard sau USB trebuie plasată fără niciunul topologia autobuzului.
• Dispozitivele trebuie să fie conectate la cablare cablu lungimea minimă posibilă.

În acest caz, soluția cea mai optimă pentru stabilirea interfeței RS-485 este perechea răsucite, Deoarece se caracterizează prin radiația parazită minimă a semnalului, acesta are de asemenea o protecție foarte bună împotriva interferențelor. Dacă echipamentul funcționează în condiții de interferență excesivă, este mai bine să utilizați cabluri cu pereche torsadată ecranată, în timp ce ecranul cablului este combinat cu pământul de protecție.

acord

Cu ajutorul rezistențelor terminale, RS-485 standard sau USB asigură potrivirea completă a capătului deschis al cablului cu următoarea linie, eliminând astfel complet posibilitatea de reflexie a semnalului.

Rezistența nominală a rezistențelor corespunde rezistenței la unde a cablurilor și pentru cablurile care se bazează pe perechea răsucite, în majoritatea cazurilor este de aproximativ 100-120 ohmi. De exemplu, cel mai popular cablu UTP-5, utilizat în mod activ în procesul de stabilire a rețelei Ethernet, are o impedanță de 100 ohmi. Pentru alte opțiuni prin cablu, poate fi utilizată o altă clasificare.

Rezistențele, dacă este necesar, pot fi sigilate pe contactele conectorilor de cabluri deja existenți în dispozitivele terminale. Rareori, rezistențele sunt instalate în dispozitiv, ceea ce înseamnă că sunt necesare racorduri pentru conectarea rezistenței. În acest caz, dacă dispozitivul este oprit, linia este total dezacordată. Și pentru a asigura funcționarea normală a restului sistemului, trebuie să conectați un conector de potrivire.

Nivelurile de semnal

Portul RS-485 utilizează o schemă de transmisie echilibrată a datelor, adică nivelurile de tensiune pe circuitele de semnal A și B se vor schimba în antifază.

Senzorul trebuie să furnizeze un nivel de semnal de 1,5 V la sarcină maximă și maximum 6 V în cazul în care dispozitivul este în ralanti. Nivelul de tensiune se măsoară diferențial, fiecare linie de semnal față de cealaltă.

În cazul în care receptorul este localizat, nivelul minim al semnalului recepționat ar trebui să fie, în orice caz, la un nivel de cel puțin 200 mV.

deplasare

În cazul în care nu există nici un semnal pe circuitele de semnal, există o ușoară părtinire, care protejează receptorul de alarmele false.

Experții recomandă o deplasare de puțin mai mult de 200 mV, deoarece această valoare corespunde zonei de fiabilitate a semnalului de intrare în conformitate cu standardul. În acest caz, lanțul A este tras la polul pozitiv al sursei, în timp ce lanțul B este tras în comun.

exemplu

În funcție de deplasarea și tensiunea necesară a sursei de alimentare, se efectuează calculul valorile nominale ale rezistențelor. De exemplu, dacă doriți să obțineți o polarizare la 250 mV utilizând rezistențele terminale R_T = 120 ohmi că sursa are o tensiune de 12 V. Deoarece, în acest caz, cele două rezistențe sunt conectate în paralel una cu alta și sunt absolut nu iau în considerare sarcina pe partea de receptor, curentul de polarizare este 0,0042 A, în timp ce rezistența totală Circuitul de polarizare este de 2857 ohmi. R_vedea în acest caz va fi de aproximativ 1400 Ohm, deci trebuie să alegeți cea mai apropiată denumire.

De exemplu, se va folosi un rezistor de 1,5 kΩ destinat părtinilor, precum și un rezistor extern de 12 volți. În plus, în sistemul nostru există o ieșire decuplată a unității de alimentare a controlerului, care este linia de frunte în segmentul său de circuit.

Desigur, există multe alte realizări ale prejudecată care utilizează RS-485 și alte elemente, dar, în orice caz, de punere în aplicare a circuitelor aranjament prejudecată, este necesar să se ia în considerare faptul că site-ul, care va furniza, vor fi închise periodic în jos sau chiar termina poate fi complet eliminat din rețea.

Dacă există offset, atunci capacitatea de a circuitului A pe complet inactiv este pozitiv în ceea ce privește circuitul B, care este un punct de referință atunci când un nou dispozitiv este conectat la firele de cablu, fără etichetare.

Cablarea și distorsiunea necorespunzătoare

Punerea în aplicare a recomandărilor de mai sus face posibilă transmiterea normală a semnalelor electrice către diferite puncte din rețea, în cazul în care protocolul RS-485 este folosit ca bază. Dacă oricare dintre cerințe nu este îndeplinită, vor apărea distorsiuni de semnal. Distorsiunile cele mai notabile încep să apară în cazul, în cazul în care rata de date este mai mare de 1 Mbit / s, dar, de fapt, chiar și în cazul unor viteze mai mici, nu se recomandă să ignore aceste recomandări, chiar dacă rețeaua este „funcționează bine.“

Cum să programați?

În procesul de programare a diferitelor aplicații care funcționează cu dispozitive care utilizează un splitter RS-485 și alte dispozitive cu această interfață, trebuie luate în considerare mai multe puncte importante. Le listam:

• Înainte de a începe expedierea parcelei, trebuie să activați emițătorul fără probleme. În ciuda faptului că, potrivit anumitor surse, emiterea poate fi efectuată imediat după includere, unii experți recomandă inițial să reziste la o pauză, care în timp va fi egală cu rata de transmitere a unui cadru. În acest caz, programul de recepție corect va avea timp să determine complet erorile procesului tranzitoriu, să efectueze procedura de normalizare și să se pregătească pentru recepționarea ulterioară a datelor.
• După emiterea ultimului octet de date, este de asemenea recomandat să întrerupeți înainte de a deconecta dispozitivul RS-485. În particular, acest lucru se datorează faptului că operatorul de port serial adesea prezente simultan două registre, dintre care prima este paralelă cu orificiul de intrare și este destinat pentru primirea de date, în timp ce se utilizează a doua ieșire de deplasare și pentru ieșirea serială. Orice transfer de întrerupere de către controlor este generat atunci când registrul de intrare este gol, atunci când informațiile au fost deja furnizate registrului de deplasare, dar nu au fost încă emise. Din acest motiv, că după difuzarea este întreruptă, este necesară pentru a susține o anumită pauză înainte de a deconecta transmițătorul, care ar trebui să fie un timp mai mare de aproximativ 0,5 biți decât rama. Pentru calcule mai precise, se recomandă să se studieze în detaliu documentația tehnică a controlerului de port serial folosit.
• Deoarece transmițătorul, receptorul și, eventual, convertorul RS-485 sunt conectate la o singură linie, receptorul propriu va percepe transmisia efectuată de propriul emițător. Se întâmplă adesea ca în sistemele caracterizate prin acces aleatoriu la o linie, această caracteristică este utilizată în procesul de verificare pentru coliziuni între două emițătoare. În sistemele convenționale care funcționează în conformitate cu „master-slave“, în procesul de transfer este recomandat pentru a închide complet întrerupere de la receptor.

Configurarea formatului "bus"

Această interfață oferă posibilitatea combinării dispozitivelor în format "bus", când toate dispozitivele sunt combinate cu o singură pereche de fire. În acest caz, linia de comunicație trebuie neapărat să fie coordonată de rezistorii de capăt ai celor două capete.

Pentru a asigura coerența în acest caz, rezistoarele sunt setate, caracterizate printr-o rezistență de 620 ohmi. Ele sunt întotdeauna instalate pe primul și ultimul dispozitiv conectat la linie. dispozitive în mod avantajos cele mai moderne, de asemenea, prezente în interiorul o rezistență de potrivire, care pot fi incluse în mod opțional linia prin setarea jumperilor pe o masă specială de instrumente.

Deoarece jumperii sunt inițial instalați în starea de livrare, trebuie să le eliminați mai întâi de pe toate dispozitivele, cu excepția primului și ultimului, conectat la linie. Modelul de convertoare repetoare S2000-PI pentru fiecare individ impedanta de potrivire de ieșire este comutată de un comutator, în timp ce dispozitivele S2000-COP și caracterizat prin C2000-K integrat de închidere impedanță, prin pod, necesar pentru conectarea acestuia nu este disponibilă.

Pentru a asigura o linie de comunicare mai lungă, se recomandă utilizarea repeaterilor specializați-repetoare, echipate cu comutarea automată a direcției de transmisie.

Configurarea formatului de stele

Orice ramificație din linia RS-485 este nedorită, deoarece în acest caz există o distorsiune destul de puternică a semnalului, dar din punct de vedere practic acestea pot fi tolerate dacă există o lungime scurtă a ramificației. În acest caz, nu este necesar să se instaleze rezistoare de terminare pe ramuri individuale.

Sistemul de distribuție a RS-485, care este controlat de la panoul, iar dacă ultimul dispozitiv conectat la aceeași linie, dar sunt alimentate din surse diferite, va trebui să combine un lanț de 0 toate dispozitivele și telecomanda pentru a se asigura alinierea potențialului lor. Dacă această cerință nu este îndeplinită, atunci consola poate avea o comunicare instabilă cu dispozitivele. Dacă se folosește un cablu cu mai multe perechi de cabluri răsucite, atunci în cazul unui circuit de egalizare a potențialului, dacă este necesar, se poate utiliza o pereche complet liberă. Printre altele, este posibilă și utilizarea unei perechi răsucite ecranate, în cazul în care nu există niciun fel de sol de protecție.

Ce trebuie să luați în considerare?

În mod avantajos cele mai actuale, care trece prin echipotențială de sârmă, este destul de mic, dar în cazul 0 V dispozitive sau ele însele surse de alimentare sunt conectate la mai multe autobuze locale care stau la baza diferenței de potențial între diferite circuite 0V pot fi de mai multe unități, și în unele cazuri chiar zeci de volți, în timp ce curentul care trece prin circuitul de legare la echilibru potențial poate fi destul de semnificativ. Acesta este motivul frecvent în care există o legătură instabilă între consola și dispozitive, astfel încât acestea pot chiar să nu reușească.

Din acest motiv, este necesar să se elimine posibilitatea de legare la pământ a circuitului de 0 V sau, cel mult, să se pună la masă acest circuit într-un anumit punct. De asemenea, este necesar să se ia în considerare posibilitatea unei relații între 0 V și circuitul de protecție a pământului prezent în echipamentul utilizat în sistemul OPS.

La amplasamentele pentru care este tipic un mediu electromagnetic destul de greu, se prevede ca această rețea să poată fi conectată printr-un cablu pereche torsadată ecranat. În acest caz, este posibil să existe un interval de limitare mai mic, deoarece capacitatea cablului este mai mare.