Rs 485 как подключить к компьютеру?

Адаптер USB-RS485 для подключения любых приемно-контрольных приборов обладающих интерфейсом RS-485 к компьютеру

Назначение

Адаптер USB-RS485 1 287 . — руб. есть в наличии В корзину Адаптер USB-RS485 предназначен для преобразования интерфейсов виртуального COM порта и RS485. Позволяет подключить любые внешние устройства, имеющие выход RS485 к персональному компьютеру с наличием USB порта.

Адаптер выполнен на оригинальной микросхеме FT232R фирмы FTDI и рассчитан на постоянный и круглосуточный режим работы. Поддерживает все стандартные скорости обмена 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800, 921600 Бод. Три разноцветных светодиода на корпусе информируют о работоспособности и текущем состоянии адаптера:

• зелёный — наличие питания и установленного драйвера;
• жёлтый — приём данных;
• красный — передача данных.

Фотографии

Схемы подключений

Технические характеристики

Основные характеристики
Питание	от USB порта
USB протокол	USB 2.0 (Full Speed)
Потребляемый ток, не более	200 мА
Габаритные размеры	55 х 17 х 12 мм
Масса, не более	10 г
Диапазон рабочих температур	от минус 40 до +85 °С
Драйвера для OC	Win98-Win10, Linux, Mac OS
RS485
Скорость передачи данных	от 300 бит/с до 3 Мбит/с
Нагрузочная способность шины данных	до 32 приёмников
Переключение направление приём/передача	Автоматическое, управляется драйвером
Гальваническая развязка	Нет
Встроенный резистор «терминатор»	Нет, используется внешний
Сопротивление подтягивающих резисторов	2 х 10 кОм
Длина линии связи	Согласно спецификации RS485
Защита выходов RS485
От электростатического разряда (ESD)
Контактный	+/- 30 кВ
Воздушный	+/- 30 кВ
Допустимые пульсации при 8 мкс воздействия и 20 мкс паузы
Пиковая мощность	400 Вт
Пиковый ток	17 А

Особенности

• Поддерживает все стандартные скорости обмена.
• Три светодиода показывающее текущее состояние.
• Высокая защита выходов RS485 от помех и электростатического разряда.
• Конструктивно выход имеет винтовой разъёмный клеммник.
• Рассчитан на постоянный и круглосуточный режим работы.
• Поддержка драйверов для всех распространённых OC : Win98-Win10, Linux, Mac OS.

Драйвер

1.6 MB	Драйвера для Windows 7, Windows Server 2008 R2 и Windows 8, 8.1, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2016 и Windows 10 x86 (32-bit), x64 (64-bit) V2.12.28, Дата выхода: 2017-08-30 Сохранить
2.3 MB	Исполняемый файл установки драйверов для Windows 7, Windows Server 2008 R2 и Windows 8, 8.1, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2016 и Windows 10 x86 (32-bit), x64 (64-bit) V2.12.28, Дата выхода: 2017-08-30 Сохранить

Более ранние версии OC Windows:

1.3 MB	Драйвера для Windows XP, Vista, Server 2003, Server 2008 x86 (32-bit), x64 (64-bit) V2.08.24, Дата выхода: 2012-04-13 Сохранить
1.7 MB	Исполняемый файл установки драйверов Windows XP, Vista, Server 2003, Server 2008 x86 (32-bit), x64 (64-bit) V2.08.24, Дата выхода: 2012-04-13 Сохранить

Установка драйвера

Установка драйвера адаптера для ОС Windows ничем не отличается от установки других драйверов на персональный компьютер. Если у вас возникают затруднения при установке, то необходимо обратиться к своему специалисту администратору.

Доступны 2 варианта установки:

• Вариант 1. Подключить адаптер к компьютеру. Вызвать окно «Диспетчера устройств». На устройстве «USB-RS485-1911» правой кнопкой мыши выбрать пункт «Обновить драйверы. «. В качестве источника указать папку с распакованными файлами драйвера. Следовать подсказкам установки. Повторить операцию установки, т.к. установлены будут два драйвера. После установки отключить адаптер и повторно подключить к компьютеру.
• Вариант 2. Отключить адаптер от компьютера. Запустить исполняемый файл установки драйверов. Следовать подсказкам установки. Подключить адаптер к компьютеру.

Возможные неисправности и способы их устранения

• При подключении адаптера USB-RS485 указатель мыши начал прыгать по экрану или устройство неправильно определено как последовательная мышь.
  Варианты решений >>>

Для тех, кто сам пишет драйвер

Конфигурируемый вывод CBUS1 физически соединён со входом RI (Ring Indicator Control Input). Его можно использовать в качестве детектирования наличия именно этой модели адаптера. Также, можно отслеживать конец пакетов, настроив CBUS1 как выход передачи данных, или наличие пакетов, настроив CBUS1 как вход наличия приёма данных. О всех возможных настройках можно прочитать в руководстве «FT232R USB UART IC Datasheet», раздел «3.5 CBUS Signal Options».

Rs 485 Схема Подключения

Контроль достоверности.

Все последующие меры синхронизации посылок имеют смысл только совместно с этой.

Волновое сопротивление витой пары В зависимости от геометрии кабеля и материалов, используемых в изоляции, витая пара будет обладать соответствующим «волновым сопротивлением характеристическим импедансом «, которое обычно определяется ее производителем.
Вебинар: Преобразователи интерфейсов RS485/RS232 ИСО «Орион» в Ethernet и ВОЛС

Прокладка кабеля. Чтобы вернуться к верной последовательности, нужно сделать паузу между включением приемопередатчика на передачу и посылкой данных.

Все последующие меры синхронизации посылок имеют смысл только совместно с этой.

Уровни сигналов Интерфейс RS использует балансную дифференциальную схему передачи сигнала. Необходимо учитывать при этом, что ток потребления системы увеличится.

Балансная система использует, помимо земляного, два провода для передачи данных.

Поскольку передатчик и приемник интерфейса RS подключены к одной линии, то собственный приемник будет «слышать» передачу своего же передатчика. При использовании кабеля с несколькими витыми парами проводов для цепи выравнивания потенциалов можно использовать свободную пару.

RS-485 Как это работает

Проекты и решения

На сегодняшний день, различные расширения стандарта RS охватывают широкое разнообразие приложений. Некачественная витая пара с асимметричными характеристиками проводников — еще один источник проблем.

Однако и на более низких скоростях не следует пренебрегать приведенными рекомендациями, даже если «оно и так работает».

Состояние неопределенности крайне нежелательно, так как оно вызывает ложные срабатывания приемника из-за несинфазных помех. Экранирование и заземление.

Рассогласование импедансов в очередной раз означает отражения и, как следствие, искажение сигнала. Если посылка была повреждена, то, скорее всего, они не совпадут.

Как следует из ее названия, витая пара — это просто пара проводов, которые имеют равную длину и свиты вместе. Если будет использоваться кабель с несколькими витыми парами проводов, то в таком случае для цепи выравнивания потенциалов при необходимости может использоваться полностью свободная пара.

Для коротких линий несколько десятков метров и низких скоростей меньше бод согласование можно вообще не делать. Редко резисторы устанавливаются в самом устройстве, вследствие чего для подключения резистора приходится устанавливать перемычки.

Дополнительную защиту от токов короткого замыкания в линиях можно обеспечить при помощи установки в линию плавких предохранителей.
Лекция 256. Интерфейс RS-485

Примечание:

Как следствие, сигнал, переданный в линию одним из узлов, начинает искажаться по мере распространения в линии, возникают сложные резонансные явления. Хотя производители приемопередатчиков и пишут о пороге распознавания в мВ, на практике вполне хватает мВ и даже меньше.

Сигналы интерфейса RS передаются дифференциальными перепадами напряжения величиной 0,2…8 В, что обеспечивает высокую помехоустойчивость и общую длину линии связи до 1 км и более с использованием специальных устройств — повторителей. Рекомендации по организации протокола связи На физическом уровне линия связи готова к работе, однако, нужен еще и протокол — договоренность между устройствами системы о формате посылок. То же самое нужно делать при переполнении буфера.

Если в системе только один передатчик и он находится в конце линии, то достаточно одного согласующего резистора на противоположном конце линии.

Для защиты от помех экран витой пары следует заземлять в одной точке, при этом стандарт не оговаривает в какой, поэтому часто экран кабеля заземляется на одном из его концов. Ведущее устройство, не получив квитанцию, повторяет посылку, и ведомое отрабатывает ее повторно.

Не стоит пренебрегать дополнительными устройствами защиты от перенапряжений и импульсных помех. Рекомендуется создавать смещение немногим более мВ зона недостоверности входного сигнала согласно стандарту.

Navigation menu

В таком случае можно сделать следующее: а. По природе интерфейса RS устройства не могут передавать одновременно — будет конфликт передатчиков. Традиционно ставят Ом.

Для коротких линий и малых скоростей передачи этот процесс происходит так быстро, что остается незамеченным. Для других вариантов кабеля может использоваться и какой-нибудь другой номинал. Если посылка была повреждена, то, скорее всего, они не совпадут. При этом последовательное сопротивление цепи смещения составит: Rсм. В идеальном мире, все приемники и неактивные передатчики будут иметь бесконечный импеданс и никогда не будут нагружать систему.

Этот случай имеет место в системе, в которой имеется единственный передатчик, и этот единственный передатчик расположен на дальнем конце кабеля. Этот дополнительный кабель вызывает рассогласование, а значит и отражение сигнала. Нередко случается так, когда в системах, характеризующихся произвольным доступом к линии, данная особенность используется в процессе проверки отсутствия столкновения между двумя передатчиками. Контроль достоверности. В реальном мире, однако, так не бывает.
USB-RS485/CAN адаптеры

КОРОТКО О НАС

Тогда следующий кадр будет приниматься с нормального старт-бита. Прерывание по передаче контроллер формирует при опустошении входного регистра, когда данные уже выложены в сдвиговый регистр, но ещё не выданы!

Несмотря на то, что RS может успешно осуществлять передачу с использованием различных типов передающей среды, он должен использоваться с проводкой, обычно называемой «витая пара». Подключение устройств Подключение шины RS к модулю WB-M1W2 Подключение шины RS к Wiren Board 5 Так как все устройства соединяются общей шиной, следите за качественным соединением всех узлов линии: при обрыве линии устройства за обрывом не будут работать при коротком замыкании не будут работать все устройства. Принимающее устройство отсчитывает время с момента последнего приема байта до следующего, и если эта пауза оказывается больше какой-то величины например, 1.

Защита, организованная на варисторах, супрессорах, газоразрядных трубках, способна выдерживать лишь кратковременные всплески напряжения. Они устанавливаются всегда на первом и последнем устройстве, подключенном к линии. Напряжение питания — 5В.

В данном случае может присутствовать меньшая предельная дальность, так как емкость кабеля является более высокой. Для защиты от помех экран витой пары заземляется в любой точке, но один раз. Описание интерфейса RS Интерфейс RS обеспечивает обмен данными между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии связи в полудуплексном режиме. Для длинной линии лучше ставить два комплекта подтягивающих резисторов в оба удаленных конца рядом с терминаторами.

Основные отличия RS-232, RS-422 и RS-485

Разработаем распределенную систему аналогичную системе из предыдущего урока, только с использованием сети RS Помехи в линии связи зависят не только от длины, терминаторов и качества самой витой пары. Сигналы интерфейса RS передаются дифференциальными перепадами напряжения величиной 0,2…8 В, что обеспечивает высокую помехоустойчивость и общую длину линии связи до 1 км и более с использованием специальных устройств — повторителей.

Такой алгоритм требует четкой синхронизации, отработки временных интервалов коммутации передатчиков. Можно выделить место в памяти для формирования посылки на передачу и сохранения принятой посылки буфер посылки , а также указатели на позицию текущего символа.

Описание интерфейса RS-485

Если требуется сопряжение системы и компьютера с Windows, такой протокол лучше не применять, так как у Windows могут быть проблемы с распознанием девятого бита в UART. Это означает, что уровни напряжений на сигнальных цепях А и В меняются в противофазе, как показано на приведенном ниже рисунке: Передатчик должен обеспечивать уровень сигнала 1,5 В при максимальной нагрузке 32 стандартных входа и 2 терминальных резистора и не более 6 В на холостом ходу. Но они все на уровне протоколов. На сегодняшний день, различные расширения стандарта RS охватывают широкое разнообразие приложений.

Управление состоянием передатчика происходит отдельным сигналом DE. С такой проблемой можно столкнуться в больших системах, в которых пульт и приборы расположены в разных зданиях и объединены интерфейсом RS
Интерфейс связи RS485. Использование в СКУД

Интерфейс RS 485, принцип действия, организация работы

В современной технике все большее значение приобретает обмен информацией между различными устройствами. А для этого требуется передавать данные как на небольшие расстояния, так и на значительные, порядка километров. Один из таких видов передачи данных – связь между устройствами по интерфейсу RS-485.

1. Где необходимо передавать данные по RS 485.
2. Интерфейс RS-232 — младший брат RS 485.
3. Организация интерфейса RS-485.
4. Порядок обмена данными между устройствами по RS-485.
5. Требования к кабельным соединениям.

Где необходимо передавать данные по RS 485.

Один из самых распространенных примеров применения устройств для обмена данными – дистанционные системы учета электроэнергии. Электросчетчики, объединяемые в единую сеть, рассредоточены по шкафам, ячейкам распределительных устройств и даже подстанциях, находящимся на значительном удалении друг от друга. В этом случае интерфейс служит для отправки данных от одного или нескольких устройств учета.

Система «один счетчик – один модем» активно внедряется для передачи данных в службы энергосбытовых компаний от узлов учета частных домов, небольших предприятий.

Другой пример: получение данных от микропроцессорных терминалов релейной защиты в режиме реального времени, а также централизованный доступ к ним с целью внесения изменений. Для чего терминалы обвязываются через интерфейс связи аналогичным образом, а данные от него поступают в компьютер, установленный у диспетчера. В случае срабатывания защиты оперативный персонал имеет возможность сразу же получить информацию о месте действия и характере повреждения силовых цепей.

Компьютер же обменивается данными с контроллерами – устройствами, преобразующими команды от датчиков на язык, понятный машине, и обратное преобразование: от языка машины в команды управления. Связь с контроллером, а также – между разными контроллерами, осуществляется через интерфейсы связи.

Интерфейс RS-232 — младший брат RS 485.

Нельзя хотя бы коротко не упомянуть об интерфейсе RS-232, который еще называют последовательным. Разъем под соответствующий порт имеют некоторые ноутбуки, а некоторые цифровые устройства (те же терминалы релейной защиты) снабжаются выходами для связи с помощью RS-232.

Для того, чтобы обмениваться информацией, нужно уметь ее передавать и принимать. У RS-232 для этого есть передатчик и приемник сигналов. Они имеются в каждом устройстве. Причем выход передатчика одного устройства (TX) соединяется со входом приемника другого устройства (RX). И, соответственно, по другому проводнику аналогичным образом сигнал движется в обратную сторону.

При этом обеспечивается полудуплексный режим связи, то есть, приемник и передатчик могут работать одновременно. Данные по кабелю RS-232 могут в одно и то же время перемещаться и в одну, и в другую сторону.

Недостаток этого интерфейса – низкая помехозащищенность. Это происходит из-за того, что сигнал в соединительный кабель и на прием, и на передачу формируется относительно общего провода – земли. Любая наводка, существующая даже в экранированном кабеле, может привести к сбою связи, потере отдельных битов информации. А это недопустимо при управлении сложными и недешевыми механизмами, где любая ошибка – авария, а потеря связи – длительный простой.

Поэтому RS-232 в основном применяется для небольших временных подключений ноутбука к цифровому устройству, например, для установки начальной конфигурации или исправления ошибок.

Организация интерфейса RS-485.

Главное отличие RS-458 от RS-232 – все приемники и передатчики работают на одну пару проводов, являющуюся линией связи. Провод земли при этом не используется, а сигнал в линии формируется дифференциальным методом. Он передается одновременно по двум проводам («А» и «В») в инверсном виде.

Если на выходе передатчика – логический «0», то на проводник «А» выдается нулевой потенциал. На проводнике «В» формируется сигнал «не 0», то есть – «1». Если передатчик транслирует «1», получается все наоборот.

Что такое RS-485 и зачем используется интерфейс

Передача информации между устройствами осуществляется с помощью специального протокола или интерфейса. Иногда требуется передавать данные на расстояние до нескольких километров. Одним из самых популярных интерфейсов для передачи информации, является RS-485.

Что такое RS-485?

Стандарт RS-485 подразумевает отправку данных одного или нескольких устройств на главный терминал. Хороши примером работы такой системы будет получение информации от микропроцессорных терминалов. Они подключены между собой и к главному диспетчеру.

Все данные передаются в режиме реального времени. В случае поломки или срабатывания защиты, на главный компьютер поступает соответствующие сообщение. Тогда, оператор может увидеть на каком именно терминале произошла неполадка и быстро ее устранить.

Кроме того, на главном компьютере отображаются характеристики всех терминалов. К ним относится температура, производительность. Также можно увидеть, какие именно девайсы включены или отключены.

Этот интерфейс связи необходим для обработки команд. Так, оператор совершает определенные действия, которые стандарт преобразовывает в машинный язык. После этого все команды передаются на указанный терминал и происходит обратное преобразование.

Интерфейс RS-485 допускает до 32 приемопередатчиков на один сегмент сети. Длина может достигать 1200 метров. Максимальное количество узлов составляет 256. Для лучшей передачи данных нужно использовать витую пару.

Принцип связи между устройствами

Компоненты сети соединяются двумя проводами, используя балансный (дифференциальный) метод подключения. При таком способе сигнал передается по двум проводам. Если один из проводников обозначить буквой «A», а второй «B», то информация будет передаваться по A в исходном виде, а по B —в инвертированном. Если на проводе A максимальное значение, то на B — минимальное.

Поэтому всегда существует разность значений напряжения между проводами A и B. Итоговая информация считывается в точке приема по этому показателю.

Благодаря дифференциальному способу передачи, достигается высокая помехоустойчивость к электромагнитным помехам. Так как витая пора состоит из двух проводников сигнала, расположенных близко к друг другу, то любая наводка действует практически одинаково на них. Если произошло изменение амплитуды на проводе A, то настолько же изменился инвертированный сигнал на B.

Но значение имеет не величина напряжения относительно земли на одном из проводов, а разность потенциалов между ними, которая не изменится, и полезная информация не исказится.

Напряжение относительно земли может быть от -7 В до +12 В. Значения от 200 мВ до 12В приемники на линии воспринимают как логическую 1, от -7 В до -200 мВ — как логический 0. Балансное напряжение на выходе должно быть не менее 1,5 В. Приемник реагирует на величины от 200 мВ.

В рассматриваемом стандарте большая разность потенциалов позволяет передавать управляющие сигналы на длинные расстояния. В RS-482 максимальная длина линии достигает 1200 метров при скорости обмена данными около 100 кбит/с.

Описание интерфейса

Стандарт имеет несколько основных характеристик. Обмен данными происходит в полудуплексном режиме. При этом используется одна двухпроводная линия связи. Интерфейс применяется в промышленности во время создания автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Количество подключаемых устройств

Значение данной характеристики вычисляется из расчета количества оборудования на одну линию связи. Здесь число может варьироваться в зависимости от сопротивления приемника. В одной линии связи может присутствовать до 32 устройств. Приемник может иметь входное сопротивление 1/2, 1/4, 1/8. От этого числа зависит и конечное количество устройств. Так, его можно увеличить в 2, 4 или 8 раз.

Расстояние и скорость

Максимальное расстояние подключаемых устройств зависит от скорости передачи информации. Это необходимо учитывать перед подключением. Так, при скорости 10 Мб/с расстояние будет составлять 120 метров. При скорости 100 Мб/с можно размещать оборудование на расстоянии до 1200 метров.

Протоколы передачи и разъемы

Для передачи информации используются стандартные фреймы:

• стартовый бит;
• стоповый бит;
• биты данных.

Принцип действия протоколов обмена системы состоит в «ведущий-ведомый». Главное устройство инициирует и контролирует передачу данных между остальными.

Стандартом не предусмотрено обозначение типа соединителей. Это же относится и к распайке. Так, можно встретить различные соединители, например, DB9 или клеммные.

Порядок обмена данными по RS-485

Несколько устройств подключаются между собой с помощью цепочки кабелей. Для обмена информации необходим специальный протокол. Чаще всего используется Modbas.

Например, есть несколько устройств, которые собирают информацию. Раз в месяц они должны передать все данные в центральный компьютер. Для этого главное устройство оформляет запрос. Каждый терминал имеет свой порядковый номер. Эти цифры будут идти первыми в запросе. Если команда не совпадает с номером терминала, то он будет его игнорировать.

Следующие цифры в запросе отвечают за действие, которое должно произвести устройство. Например, передача информации. Таким образом, команда дойдет до нужного терминала и будет выполнена нужная операция.

В некоторых случаях запрос не доходит до устройства. Происходит сбой на линии или помехи. Для исключения помех используется контрольная сумма. Это некий набор цифр, который присутствует в запросе. Также, он есть и на самом оборудовании. Таким образом можно проверить, достигла ли команда конечной цели.

Требования к кабельным соединениям

При подключении интерфейса RS-485 нужно соблюдать некоторые требования. Требуется две пары кабелей «витая пара». Однако, для обмена информации достаточно и одной. Вторая пара используется в качестве резерва.

Чтобы уменьшить помехи, необходимо экранировать кабели. Экраны следует соединить по всей длине линии. Заземлять провод нужно только в одном месте. В противном случае возникнут наводки, из-за разницы потенциала в двух точках. Они пройдут по всей длине экрана.

С самим подключением кабелей проблем возникнуть не должно. Однако, программная часть соединения устройств гораздо сложнее. Здесь лучше доверить работу профессионалам.

Распиновка RS-485

Наиболее часто для соединения устройств в стандарте RS-485 используется разъем DB-9, мама (F) или папа (M).

Схема контактов выглядит так:

Разъем DB-25 также используется в соединениях RS-485:

Соответствие между DB-9 и DB-25:

Маркировка обозначает следующее:

• GND — земля;
• DCD — обнаружение устройства готового к передаче;
• DSR — вход, который информирует, что все предварительные настройки выполнены, приемопередатчик готов к работе;
• DTR — выход, посылающий сигнал DSR;
• CTS — вход, который сообщает передатчику, что приемник готов к получать данные по TXD;
• RTS — выход трансмиттера, отправляющего CTS ресиверу;
• RD или RXD — асинхронный вход, принимающий информацию;
• TD или TXD — асинхронный выход, отправляющий данные;
• RI — вход, сообщающий ресиверу о запросе от передатчика.

Для стандарта используются 3 контакта в разъеме:

Схемы подключений

Интерфейс RS-485 может работать в режиме полного дуплекса или полудуплекса. В первом случае устройство может одновременно передавать и получать данные. Полудуплекс подразумевает только одно из действий.

Режим полного дуплекса предполагает наличие 4 контактов. Он имеет следующую схему подключения:

Схема подключения полудуплексного RS 485 с 2 контактами:

Правильная разводка сетей

На первом рисунке находится один трансмиттер и один ресивер. Установлены терминаторы.

На следующем рисунке обозначены 1 передатчик и несколько приемников. Ответвления к ресиверам короткие.

Сложная схема с несколькими приемопередатчиками. Также нужно подключать их к сети короткими проводами.

Неправильные подключения

На рисунке изображена сеть без согласующего резистора. Такое подключение искажает сигнал.

На следующем изображении есть терминаторы, но один расположен неверно, не в конце сети.

Далее показана цепь с длинными ответвлениями, что тоже расстраивает всю систему.

RS-232 и RS-485

Интерфейс RS-232 состоит из передатчика и приемника сигнала. Данный стандарт применяются в небольших сетях. Его главным недостатком является плохая помехоустойчивость. Все дело в том, что данные формируются относительно земли. Это приводит к частым сбоям и потере информации.

Часто RS-232 используется для временного подключения. С его помощью можно настроить начальную конфигурацию или исправить возникшие ошибки.

Данный интерфейс имеет полудуплексный режим связи. Вход приемника соединяется с выходом передатчика. Прием и передача может осуществляться в одно и то же время.

В целом, если обобщить, отличаются 2 интерфейса по следующим параметрам:

1. Дистанция. У RS-232 она составляет 15 м, а у конкурента — 1200 м.
2. Количество подключаемых устройств. 1 против 256 у RS-485.
3. RS-232 подвержен сильным искажениям при электромагнитных помехах, так как не использует дифференциальную передачу сигнала.
4. RS-485 распространен в промышленности.

RS-485:Физическое подключение

Содержание

• 1 Прокладка шины
• 2 Выбор кабеля
  • 2.1 Падение напряжения на кабеле при пиковом потреблении устройств
    • 2.1.1 Пример расчета падения напряжения на кабеле
  • 2.2 Примеры марок кабелей
• 3 Подключение устройств

Прокладка шины

Устройства RS-485 устанавливаются на общую шину. Шина использует две линии для данных (A и B) и одну для земли (общий провод). Общий провод нужен для выравнивая потенциалов устройств. Его можно не подключать, если устройства уже имеют общую землю и стоят в одном щите. A и B обязательно должны быть проложены витой парой. Кабель экранированный, заземлен в одной точке (неважно в какой).

Часто удобно проложить сразу линию для питания. Т. е. использовать кабель с двумя витыми парами А/B и V+/GND.

По стандарту RS-485 шина должна быть проложена без ответвлений и на концах линии должны быть терминирующие резисторы (100-120 Ом). Топологии звезда или кольцо не допускаются.

Но если скорость передачи будет не выше 115200, то переотражения от ответвлений и нетерминированых концов быстро затухают и на работу не влияют.

Наши рекомендации по тому, насколько можно отойти от стандарта RS-485 без потери работоспособности:

• А и B витой парой — обязательно. Даже в щите на короткие расстояния лучше использовать витую пару — силовое оборудование может наводить помехи.
• Общий провод (GND) — обязательно, если земли устройств разные (питаются от разных БП). Можно без него, если у устройства изолированный порт RS-485.
• Экран — для небольших расстояний (10 м) при отсутствии источников помех экран можно не использовать.
• Ответвления от шины — допустимы ответвления до 50 м при скорости не выше 115 200.
• Терминатор на концах линии — при скорости Выбор кабеля

Используйте экранированный кабель парной скрутки: данные RS-485 (линии A и B) должны идти по витой паре, а экран уменьшит помехи от силовых цепей. При монтаже удобно использовать кабель с гибкими жилами. Также для прокладки шины можно использовать обычную витую пару CAT5 для Ethernet.

Падение напряжения на кабеле при пиковом потреблении устройств

При выборе кабеля питания (или общего кабеля для питания и данных), нужно обратить внимание на:

• значение пикового потребления устройств,
• сечение и длину кабеля,
• напряжение блока питания.

При неправильном выборе кабеля и напряжения блока питания может произойти следующая ситуация: в момент пикового потребления на проводах питания случится бо́льшая, чем обычно, просадка напряжения; напряжение на самом устройстве станет меньше допустимого, и устройство отключится. Обычно после этого устройство само включается обратно, и в итоге возникает проблема, которую сложно диагностировать.

Пример расчета падения напряжения на кабеле

Дано: К кабелю КИС-В 2х2х0,60 общей длинной 50 метров подключено 5 шт датчиков MSW2 и 2 модуля реле MRM2-mini от блока питания 12В.

Пиковая потребляемая мощность (в момент включения реле) P = 5 * 0.5 W + 2* 2.5 W = 7.5 W., при этом средняя

Потребляемый средний ток I = P/U = 3 W/12 V =0.25 A и пиковый до 0.6А.

Сопротивление провода с d=0,6 mm составит R = 6 Ohm на 100 метров (туда и обратно).

Падение напряжения на кабеле (худший случай — все устройства на конце кабеля) будет V = I*R = 0.25*6 = 1.5 V в среднем и пиковое 3.6 V

На устройствах останется соответственно 10.5 V и 8.4 V, Но для питания нужно не менее 9V. Это приведет к нестабильной работе. В среднем все работает, но одновременное включение реле вызовет перезагрузку устройств.

Что можно сделать:

• Взять кабель с большим сечением жил.

• Использовать блок питания на 24V. Ток будет в два раза меньше (I = P/U = 0.3 A), падение напряжения на кабеле тоже меньше (1.8V), а запас по питанию будет очень большим (22V).

Организация канала интерфейса RS-485

Интерфейс RS-485 предполагает использование соединения между приборами типа «шина», когда все приборы соединяются по интерфейсу одной парой проводов (линии A и B). Линия связи должна быть согласована с двух концов оконечными резисторами

Максимально возможная длина линии RS-485 определяется, в основном, характеристиками кабеля и электромагнитной обстановкой на объекте эксплуатации. При использовании кабеля с диаметром жил 0,5 мм (сечение около 0,2 кв. мм) рекомендуемая длина линии RS-485 — не более 1200 м, при сечении 0,5 кв. мм — не более 3000 м. Использование кабеля с сечением жил менее 0,2 кв. мм нежелательно. Рекомендуется использовать кабель типа «витая пара» для уменьшения восприимчивости линии к электромагнитным помехам, а также уменьшения уровня излучаемых помех. При протяжённости линии RS-485 от 100 м использование витой пары обязательно.
Для подключения приборов к интерфейсу RS-485 необходимо контакты «А» и «В» приборов подключить соответственно к линиям A и B интерфейса.

Схема подключения приборов к магистральному интерфейсу RS-485

Для согласования используются резисторы сопротивлением 620 Ом, которые устанавливаются на первом и последнем приборах в линии. Большинство приборов имеет встроенное согласующее сопротивление, которое может быть включено в линию установкой перемычки («джампера») на плате прибора. Поскольку в состоянии поставки перемычки установлены, их нужно снять на всех приборах, кроме первого и последнего в линии RS-485. В преобразователях-повторителях «С2000-ПИ» согласующее сопротивление для каждого (изолированного и неизолированного) выхода RS-485 включается переключателями. В приборах «С2000-К» и «С2000-КС» встроенное согласующее сопротивление и перемычка для его подключения отсутствуют. Если прибор такого типа является первым или последним в линии RS-485, необходимо установить между клеммами «А» и «В» резистор сопротивлением 620 Ом. Этот резистор входит в комплект поставки прибора. Пульт «С2000М» («С2000») может быть установлен в любом месте линии RS-485. Если он является первым или последним прибором в линии, между клеммами «А» и «В» устанавливается согласующий резистор 620 Ом (входит в комплект поставки).

Для увеличения длины линии связи могут быть использованы повторители-ретрансляторы интерфейса RS-485 с автоматическим переключением направления передачи (см. рис.).

Увеличение длины линии RS-485 с помощью повторителей интерфейса

Например, преобразователь-повторитель интерфейсов с гальванической изоляцией «С2000-ПИ» позволяет увеличить длину линии максимум на 1500 м, обеспечивает гальваническую изоляцию между сегментами линии и автоматически отключает короткозамкнутые сегменты интерфейса RS-485. Каждый изолированный сегмент линии RS-485 должен быть согласован с двух сторон — в начале и конце. Следует обратить внимание на включение согласующих резисторов в каждом сегменте линии RS-485: они должны быть включены переключателями в повторителях «С2000-ПИ», а не перемычками в приборах, поскольку переключатели не только подключают согласующее сопротивление, но также выдают в линию RS 485 напряжение смещения, которое необходимо для правильной работы этих повторителей.

С помощью повторителей «С2000-ПИ» можно делать длинные ответвления от основной магистрали RS-485 для построения топологии «звезда». При этом должен быть согласован и сегмент, от которого делается ответвление, и каждое из ответвлений, как показано на рис. выше. Следует обратить особое внимание, что согласующие резисторы на «С2000-ПИ» должны устанавливаться переключателями.

Ответвления на линии RS-485 нежелательны, так как они увеличивают искажение сигнала в линии, но практически допустимы при небольшой длине ответвлений (не более 50 м). Согласующие резисторы на отдельных ответвлениях не устанавливаются. Ответвления большой длины рекомендуется делать с помощью повторителей «С2000-ПИ», как показано на рис.

Построение сети RS-485 c топологией «звезда» при помощи повторителей

В распределенной системе, в которой подключенные к одной линии RS-485 пульт и приборы питаются от разных источников питания, необходимо объединение цепей «0 В» всех приборов и пульта для выравнивания их потенциалов. Несоблюдение этого требования может привести к неустойчивой связи пульта с приборами. При использовании кабеля с несколькими витыми парами проводов для цепи выравнивания потенциалов можно использовать свободную пару. Допускается использовать для этой цели экран экранированной витой пары при условии, что экран не заземлен. Схема подключения приборов и пульта к линии RS-485 приведена на рис.
На объектах с тяжелой электромагнитной обстановкой для линии RS-485 можно использовать кабель «экранированная витая пара». Максимальная дальность связи при использовании экранированного кабеля может быть меньше из-за более высокой емкости такого кабеля. Экран кабеля нужно заземлять только в одной точке (см. рис.).

ВНИМАНИЕ! Обычно ток, протекающий по проводу выравнивания потенциалов, очень мал. Но если «0 В» приборов или источников питания будут подключены к различным локальным шинам защитного заземления, то разность потенциалов между цепями «0 В» может достигать нескольких единиц и даже десятков вольт, а протекающий по цепи выравнивания потенциалов ток может быть значительным. Это может быть причиной неустойчивой связи пульта с приборами и даже привести к выходу приборов из строя. Поэтому нужно избегать заземления цепи «0 В» или, в крайнем случае, заземлять эту цепь только в единственной точке. Нужно учитывать возможность связи «0 В» с цепью защитного заземления в оборудовании, используемом в системе ОПС. Так, связь «0 В» пульта с шиной защитного заземления может возникнуть при подключении к пульту принтера или персонального компьютера, цепь «0 В» может быть заземлена в некоторых источниках питания. Причиной протекания паразитных токов может быть замыкание внешних цепей приборов (RS-485, шлейфы сигнализации, цепи подключения считывателей и т.п.) на металлические конструкции здания. С такой проблемой можно столкнуться в больших системах, в которых пульт и приборы расположены в разных зданиях и объединены интерфейсом RS-485. Надежный способ избежать их — развязать сегменты линии RS 485, соединяющие разные здания, с помощью повторителей интерфейса RS-485 с гальванической изоляцией «С2000-ПИ».

Иногда возникает необходимость передачи информационного протокола системы «Орион» по локальной вычислительной сети Ethernet. Одним из решений поставленной задачи является использование преобразователей интерфейса «С2000-Ethernet».

При использовании преобразователя возможны два режима работы:

• Прозрачный режим. Осуществляет передачу данных из интерфейса RS-232 или RS-485 в Ethernet и обратно. Предназначен для использования как в составе системы «Орион» (протокол «Орион» и «Орион Про»), так и в составе других систем;
• Режим с сохранением событий. Обеспечивает увеличение скорости обмена между устройствами системы «Орион» и уменьшение объема информации, передаваемой по локальной сети. Режим используется только в системе с протоколом обмена «Орион».

В случае использования топологии типа «точка-многоточие», к одному «С2000-Ethernet» на стороне опросчика допускается подключать до 8 «С2000-Ethernet» на клиентской стороне.

Структурная схема использования «С2000-Ethernet» с «С2000М»

Для подключения удаленных приборов к сетевому контроллеру по волоконно-оптической линии используются два преобразователя «RS-FX-MM» (для многомодовых ВОЛС) или «RS-FX-SM40» (для одномодовых ВОЛС): один – на стороне сетевого контроллера, второй – на стороне удаленных приборов системы «Орион».

Компания «Болид» поставляет сертифицированные в соответствии с ГОСТ Р 53325-2012 преобразователи информационных интерфейсов ИСО «Орион» в ВОЛС, которые могут применяться в том числе в системах АПС и пожарной автоматики. Максимальная длина передачи данных для преобразователя «RS-FX-MM» составляет 2 км, для преобразователя «RS-FX-SM40» — 40 км. Схема подключения приборов по интерфейсу RS-485 с использованием преобразователей в ВОЛС приведена на рис.

Структурная схема использования преобразователей RS-FX с АРМ «Орион Про» и «С2000М»

В ряде случаев возникает необходимость передачи информационного протокола системы «Орион» по радиоканалу. Основными достоинствами данной сети являются:

• искро-взрывобезопасность;
• отсутствие необходимости прокладывать кабель.

Для решения поставленной задачи можно применить радиомодемы «С2000-РПИ» (частота 2,4 ГГц) и «Невод-5» (433, 92 МГц).

Радиоканальный повторитель интерфейсов «С2000-РПИ» (далее — РПИ) позволяет подключать различное оборудование (с интерфейсом RS-232/RS-485) по радиоканалу и транслировать данные интерфейсов RS-232/RS-485 в диапазоне частот от 2405 до 2483,5 МГц. Предназначен для использования как в составе системы «Орион», так и в составе других систем, использующих пакетную передачу данных. Поддерживает работу в радиосетях с топологиями «Точка-точка», «Точка-многоточка» и ретрансляцию пакетов. Имеет два исполнения: «С2000-РПИ» — с внешней антенной и «С2000-РПИ исп. 01» — без внешней антенны.

Длина радиоканала между двумя РПИ в пределах прямой видимости:

на мощности 10 мВт:

• «С2000-РПИ» — до 200 м (со штатной антенной);
• «С2000-РПИ исп. 01» — до 150 м;

на мощности 100 мВт:

• «С2000-РПИ» — до 600 м (со штатной антенной);
• «С2000-РПИ исп. 01» — до 350 м.

Возможны два режима работы РПИ:

• Дежурный режим. Осуществляет передачу данных из интерфейса RS-232 или RS-485 в радиоканал и обратно;
• Режим ретрансляции. Осуществляет прием и передачу (ретрансляцию пакетов) в радиоканале с одновременной выдачей информации в выбранный проводной интерфейс.

Особенности в работе системы с использованием РПИ:

• Следует учитывать состояние радиоэфира, наличие технологических источников радиопомех, и возможность помех природного характера;
• Для РПИ с внутренней антенной необходимо выбирать место с максимально возможным уровнем сигнала.

Соединение «точка-точка»

Соединение «точка-многоточка»

В случае использования топологии типа «точка-многоточие», к одному «С2000-РПИ» на серверной стороне допускается подключать до 6 «С2000-РПИ» на клиентской стороне.

Работа РПИ в режиме ретрансляции пакетов по радиоканалу

Данные, получаемые РПИ №1 по интерфейсу RS-485, передаются по радиоканалу широковещательным пакетом. При приёме пакета по радиоканалу РПИ №2…4 выдают его по интерфейсу RS-485 приборам системы «Орион». РПИ №3 находится в режиме «Ретрансляция» и передаёт принятый пакет по радиоканалу на РПИ №4 и по интерфейсу RS-485 приборам системы «Орион».

Специалистами компании «Болид» были проведены испытания системы «Орион» с применением радиомодемов «Невод-5» производства фирмы «Геолинк Электроникс» (далее «Невод-5»), работающим на частоте 433,92 ± 0,2% МГц.

Соединение «точка-многоточка»

В случае использования топологии типа «точка-многоточка» количество «Невод-5» на клиентской стороне ограничивается только необходимой скоростью работы системы.

Работа в режиме ретрансляции пакетов по радиоканалу

Особенности в работе системы с использованием радиомодемов «Невод-5»:

• При использовании стандартных антенн для волны с частотой 433,92 МГц нельзя располагать передатчики на расстоянии ближе 6 метров друг от друга.
• Следует учитывать состояние радиоэфира, наличие технологических источников радиопомех и возможность помех природного характера

Для охранных систем и систем контроля доступа возможно построение схем без пульта «С2000М», при этом «C2000-Ethernet», помимо передачи интерфейса, осуществляют преобразование интерфейса RS-232 в RS-485.
Преобразователи «RS-FX-MM» и «RS-FX-SM40» не могут использоваться в таком режиме.

Типовая схема работы «С2000-Ethernet» по протоколу «Орион»

Если для сегментов интерфейса RS-485 используется воздушная прокладка, следует применять блоки защиты линии «БЗЛ».

Для гальванической развязки сегментов интерфейса целесообразно использовать повторители «С2000-ПИ». При этом питание приборов, подключенных до и после «С2000-ПИ», следует производить от разных источников питания. Шины «0В» данных приборов объединять не следует. Рекомендуемая схема на примере объекта из 3-х зданий представлена на рисунке.

Схема подключения приборов с защитой интерфейса RS-485 от перенапряжений