Kompyuter 485 ulanishi RS485 va RS422 jismoniy interfeyslari. Nimani hisobga olish kerak

EIA485 (RS485) standartining chuqur tavsifi

1. Universal asinxron qabul qiluvchi (UART)

Asinxron ketma-ket port orqali aloqa o'tmishda qolishi mumkin, ammo uning tashqi qurilmalarida UARTni o'z ichiga olmaydigan kontrollerni topish qiyin. Shuning uchun, menimcha, uni dafn etishga hali erta. Agar shunday bo'lsa, unda qanday ishlashi haqida bir necha so'z aytish foydali bo'ladi. Ketma-ket portning o'ziga xos qo'llanilishining tavsifi har bir kontroller uchun ma'lumotlar varaqida mavjud, shuning uchun men uni hamma uchun umumiy bo'lganini tasvirlab beraman.

UARTni qabul qiluvchi (qabul qiluvchi) va uzatuvchi (uzatuvchi) ga bo'lish mumkin. UART quyidagilarni o'z ichiga oladi: aloqa soati generatori (bo'lish tezligi generatori), boshqaruv registrlari, holat registrlari, qabul qiluvchi va uzatuvchining buferlari va siljish registrlari. Boost tezligi generatori ma'lum bir aloqa tezligi uchun qabul qiluvchining soat chastotasini o'rnatadi. Boshqarish registrlari ketma-ket portning ish rejimini va uning uzilishlarini o'rnatadi. Holat reestri turli hodisalar uchun bayroqlarni o'rnatadi. Qabul qilingan belgi qabul qiluvchi buferiga tushadi va uzatilgan belgi transmitter buferiga joylashtiriladi. Transmitterning siljish registri - uzatiladigan belgining (ramka) bitlari ketma-ket portga o'tiladigan klipdir. Qabul qiluvchining bitni o'zgartirish registri portdan olingan bitlarni to'playdi. Turli hodisalar uchun bayroqlar o'rnatiladi va uzilishlar hosil qilinadi (kadrlarni qabul qilish/yuborishni yakunlash, buferni chiqarish, turli xatolar).

UART - bu to'liq dupleks interfeys, ya'ni qabul qiluvchi va uzatuvchi bir vaqtning o'zida bir-biridan mustaqil ravishda ishlashi mumkin. Ularning har birida unga tayinlangan port mavjud - bitta kontroller oyog'i. Qabul qiluvchi port RX, uzatuvchi port esa TX deb belgilangan. Umumiy simga ("tuproq") nisbatan ushbu portlardagi darajalarni ketma-ket o'rnatish orqali ma'lumot uzatiladi. Odatiy bo'lib, transmitter chiziq darajasini birlikka o'rnatadi. Uzatish nol darajali bitni yuborish bilan boshlanadi (boshlang'ich bit), so'ngra ma'lumotlar bitlari eng kam muhim bit oldinga siljiydi (past daraja - "0", yuqori daraja - "1"), jo'natish uzatish bilan tugaydi. bitta darajali bir yoki ikkita bit (to'xtash bitlari).

Posilka ramkasining elektr signali quyidagicha ko'rinadi:

Ikki qurilma o'rtasida aloqa boshlanishidan oldin ularning qabul qiluvchi qurilmalari bir xil aloqa tezligi va ramka formatiga ega bo'lishi uchun sozlanishi kerak.

Aloqa tezligi yoki bod tezligi bodda o'lchanadi - soniyada uzatiladigan bitlar soni (shu jumladan boshlash va to'xtatish bitlari). Ushbu tezlik tizim chastotasini belgilangan koeffitsientga bo'lish orqali kuchaytirish tezligi generatorida o'rnatiladi. Odatda tezlik diapazoni: 2400 ... 115200 bod.

Kadr formati to'xtash bitlari sonini (1 yoki 2), ma'lumotlar bitlari sonini (8 yoki 9) va to'qqizinchi ma'lumot bitining maqsadini aniqlaydi. Bularning barchasi boshqaruvchi turiga bog'liq.

Qabul qiluvchi va uzatuvchi, qoida tariqasida, chastotadan 16 marta chastotaga ega. Bu signal namunasini olish uchun kerak. Qabul qilgich boshlang'ich bitning tushgan chetini ushlab, bir nechta soat sikllarini hisoblaydi va keyingi uchta soat sikli RX portini o'qiydi (namuna oladi). Bu boshlang'ich zarbaning aynan o'rtasi. Agar namunaviy qiymatlarning aksariyati "0" bo'lsa, boshlang'ich bit haqiqiy hisoblanadi, aks holda qabul qiluvchi uni shovqin uchun xato qiladi va keyingi tushishni kutadi. Boshlanish bitini muvaffaqiyatli aniqlagandan so'ng, qabul qiluvchi ma'lumotlar bitlarining o'rtasini ham tanlaydi va ko'pchilik namunalar uchun "0" yoki "1" bitni hisoblab, ularni siljish registriga yozadi. To'xtash bitlari ham namuna olinadi va agar to'xtash bit darajasi "1" bo'lmasa, UART kadr xatosini aniqlaydi va boshqaruv registrida tegishli bayroqni o'rnatadi.

Kuchaytirish tezligi tizim chastotasini bo'lish orqali o'rnatilganligi sababli, dasturni boshqa kvarts rezonatorli qurilmaga o'tkazishda tegishli UART sozlamalarini o'zgartirish kerak.

RS-485 interfeysi (boshqa nomi EIA/TIA-485) eng keng tarqalgan jismoniy aloqa qatlami standartlaridan biridir. Jismoniy qatlam aloqa kanali va signalni uzatish usulidir (OSI ochiq tizimlarining o'zaro ulanish modelining 1-qatlami).

RS-485 interfeysida qurilgan tarmoq o'ralgan juftlik - ikkita o'ralgan sim yordamida ulangan transmitterlardan iborat. RS-485 interfeysi differensial (muvozanatlangan) ma'lumotlarni uzatish tamoyiliga asoslanadi. Uning mohiyati ikkita sim orqali bitta signalni uzatishdir. Bundan tashqari, bitta sim (shartli A) asl signalni, ikkinchisi esa (shartli B) uning teskari nusxasini olib yuradi. Boshqacha qilib aytganda, agar bitta simda "1" bo'lsa, ikkinchisida "0" va aksincha. Shunday qilib, o'ralgan juftlikning ikkita simlari o'rtasida har doim potentsial farq mavjud: "1" da u ijobiy, "0" da salbiy.

Aynan shu potentsial farq signalni uzatadi. Ushbu uzatish usuli umumiy rejim aralashuviga yuqori immunitetni ta'minlaydi. Umumiy rejim shovqini - bu chiziqning ikkala simiga teng ta'sir ko'rsatadigan shovqin. Masalan, aloqa liniyasining bir qismidan o'tadigan elektromagnit to'lqin ikkala simda ham potentsialni keltirib chiqaradi. Agar signal RS-232 da bo'lgani kabi umumiy simga nisbatan potentsial orqali uzatilsa, bu simdagi shovqin shovqinni yaxshi qabul qiladigan umumiy (tuproq) ga nisbatan signalni buzishi mumkin. Bundan tashqari, er potentsial farqi uzoq umumiy simning qarshiligi bo'ylab tushadi - qo'shimcha buzilish manbai. Va differentsial uzatish bilan buzilish sodir bo'lmaydi. Aslida, agar ikkita sim bir-biriga yaqin joylashgan bo'lsa va hatto bir-biriga bog'langan bo'lsa, unda ikkala simdagi pikap bir xil bo'ladi. Ikkala teng yuklangan simlardagi potentsial teng ravishda o'zgaradi, informatsion potentsial farq esa o'zgarishsiz qoladi.

Interfeysning apparatli amalga oshirilishi - differensial kirish/chiqish (liniyaga) va raqamli portlarga (kontrollerning UART portlariga) ega qabul qiluvchi chiplar. Ushbu interfeys uchun ikkita variant mavjud: RS-422 va RS-485.

RS-422 to'liq dupleks interfeysdir. Qabul qilish va uzatish ikkita alohida juft simlar orqali amalga oshiriladi. Har bir sim juftida faqat bitta transmitter bo'lishi mumkin.

RS-485 yarim dupleks interfeysdir. Qabul qilish va uzatish vaqtni ajratish bilan bir juft simlar orqali amalga oshiriladi. Tarmoqda ko'plab transmitterlar bo'lishi mumkin, chunki ular qabul qilish rejimida o'chirilishi mumkin.

D (haydovchi) - uzatuvchi;
R (qabul qiluvchi) - qabul qiluvchi;
DI (haydovchi kiritish) - transmitterning raqamli kirishi;
RO (qabul qiluvchining chiqishi) - qabul qiluvchining raqamli chiqishi;
DE (haydovchini yoqish) - transmitterni ishlatish uchun ruxsat;
RE (qabul qiluvchini yoqish) - qabul qilgichni ishlatish uchun ruxsat;
A - to'g'ridan-to'g'ri differentsial kiritish/chiqish;
B - teskari differentsial kiritish/chiqish;
Y - to'g'ridan-to'g'ri differentsial chiqish (RS-422);
Z - teskari differentsial chiqish (RS-422).

Men RS-485 qabul qiluvchi qurilmasi haqida batafsilroq to'xtalib o'taman. Qabul qilgichning raqamli chiqishi (RO) qabul qiluvchining UART portiga (RX) ulangan. Transmitter raqamli kirish (DI) UART transmitter portiga (TX). Qabul qilgich va uzatuvchi differensial tomondan ulanganligi sababli, qabul qilish vaqtida uzatuvchi o'chirilgan bo'lishi kerak va uzatish paytida qabul qiluvchi o'chirilgan bo'lishi kerak. Buning uchun boshqaruv kirishlari qo'llaniladi - qabul qiluvchi ruxsati (RE) va uzatuvchi ruxsati (DE). RE kirishi teskari bo'lgani uchun u DE ga ulanishi va qabul qiluvchi va uzatgichni kontrollerning istalgan portidan bitta signal bilan almashtirishi mumkin. "0" darajasida - qabul qilish uchun ish, "1" da - uzatish uchun.

Qabul qilgich, differentsial kirishlarda (AB) potentsial farqni (UAB) qabul qilib, ularni RO chiqishida raqamli signalga aylantiradi. Qabul qilgichning sezgirligi boshqacha bo'lishi mumkin, ammo qabul qiluvchi chiplarni ishlab chiqaruvchilar hujjatlarda signalni aniqlash uchun kafolatlangan chegara oralig'ini yozadilar. Odatda bu chegaralar ± 200 mV ni tashkil qiladi. Ya'ni, UAB > +200 mV bo'lganda - qabul qiluvchi UAB qachon "1" ni aniqlaydi< -200 мВ - приемник определяет "0". Если разность потенциалов в линии настолько мала, что не выходит за пороговые значения - правильное распознавание сигнала не гарантируется. Кроме того, в линии могут быть и не синфазные помехи, которые исказят столь слабый сигнал.

Barcha qurilmalar bir o'ralgan juftlik kabeliga bir xil tarzda ulanadi: to'g'ridan-to'g'ri chiqishlar (A) bir simga, teskari chiqishlar (B) ikkinchisiga.

Chiziq tomonidagi qabul qiluvchining kirish empedansi (RAB) odatda 12KŌ ni tashkil qiladi. Transmitterning kuchi cheksiz bo'lmaganligi sababli, bu liniyaga ulangan qabul qiluvchilar soniga cheklov yaratadi. RS-485 spetsifikatsiyasiga ko'ra, tugatish rezistorlarini hisobga olgan holda, transmitter 32 tagacha qabul qiluvchini boshqarishi mumkin. Shu bilan birga, kirish empedansi kuchaygan bir qator mikrosxemalar mavjud bo'lib, ular 32 dan ortiq qurilmalarni liniyaga sezilarli darajada ulash imkonini beradi.

RS-485 spetsifikatsiyasiga muvofiq maksimal aloqa tezligi 10 Mbaud/sek ga yetishi mumkin. Maksimal masofa 1200 m.Agar 1200 m dan ortiq masofada aloqani tashkil qilish yoki transmitterning yuk hajmi ruxsat etilganidan ko'ra ko'proq qurilmalarni ulash zarur bo'lsa, maxsus takrorlagichlar qo'llaniladi.

O'ralgan juftlik va yuqori uzatish tezligi orqali ulangan qurilmalar orasidagi katta masofalarda uzoq chiziq effektlari paydo bo'la boshlaydi. Buning sababi o'tkazgichlarda elektromagnit to'lqinlarning tarqalish tezligining cheklanganligi. Bu tezlik vakuumdagi yorug'lik tezligidan sezilarli darajada kamroq va 200 mm / ns dan bir oz ko'proq. Elektr signali, shuningdek, elektr uzatish liniyasining ochiq uchlari va uning shoxlaridan aks ettirilishiga moyildir. Qo'pol o'xshatish - suv bilan to'ldirilgan xandaq. Bir uchida hosil bo'lgan to'lqin truba bo'ylab harakatlanadi va oxirida devordan aks ettirilgandan so'ng, orqaga qaytadi, yana aks etadi va so'nguncha davom etadi. Qisqa chiziqlar va past uzatish tezligi uchun bu jarayon shunchalik tez sodir bo'ladiki, u e'tiborga olinmaydi. Biroq, qabul qiluvchilarning javob vaqti o'nlab/yuzlab ns ni tashkil qiladi. Bunday bir necha o'nlab metrli vaqt shkalasida elektr signali bir zumda tarqalmaydi. Va agar masofa etarlicha katta bo'lsa, chiziqning oxirida aks ettirilgan va orqaga qaytgan signal old tomoni joriy yoki keyingi signalni buzishi mumkin. Bunday hollarda, qandaydir tarzda aks ettirish effektini bostirish kerak.

Elektrotexnika fani bu muammoni hal qilishni taklif qiladi. Har qanday aloqa liniyasi xarakterli impedans Zv kabi parametrga ega. Bu ishlatiladigan kabelning xususiyatlariga bog'liq, lekin uzunligi emas. Odatda aloqa liniyalarida ishlatiladigan o'ralgan juftliklar uchun Zv = 120 Ohm. Ma'lum bo'lishicha, agar chiziqning uzoq uchida, o'ralgan juftlik o'tkazgichlari o'rtasida, siz chiziqning xarakterli empedansiga teng qiymatga ega bo'lgan rezistorni yoqsangiz, u holda "o'lik nuqtaga" etib boradigan elektromagnit to'lqin bo'ladi. bunday rezistor tomonidan so'riladi. Shuning uchun uning nomi - mos keladigan qarshilik yoki "terminator".

Ko'zgu ta'siri va to'g'ri moslashish zarurati havola konfiguratsiyasiga cheklovlar qo'yadi.

Aloqa liniyasi bitta o'ralgan juft kabel bo'lishi kerak. Barcha qabul qiluvchilar va transmitterlar ushbu kabelga ulangan. Chiziqdan RS-485 interfeysi chiplarigacha bo'lgan masofa imkon qadar qisqa bo'lishi kerak, chunki uzun novdalar nomuvofiqlikni keltirib chiqaradi va aks ettirishga olib keladi.

120 Ohm (0,25 Vt) mos keladigan rezistorlar Rt kabelning har ikkala eng uzoq uchiga (Zv = 120 Ohm) kiritilgan. Agar tizimda faqat bitta transmitter mavjud bo'lsa va u chiziqning oxirida joylashgan bo'lsa, u holda chiziqning qarama-qarshi uchida bitta tugatish qarshiligi etarli. To'g'ri va noto'g'ri tarmoq konfiguratsiyasi haqida ko'proq ma'lumotni "RS-485 tarmoqlarini to'g'ri ulash" maqolasida o'qishingiz mumkin.

Yuqorida aytib o'tilganidek, ko'pgina RS-485 mikrosxemalarining qabul qiluvchilari A-B kirishlarida ± 200 mV bo'lgan chegara signalini aniqlash diapazoniga ega. Agar |Uab| chegaradan (taxminan 0) kamroq bo'lsa, u holda RO qabul qiluvchining chiqishi fazadan tashqari shovqin tufayli o'zboshimchalik bilan mantiqiy darajalarga ega bo'lishi mumkin. Bu qabul qiluvchi liniyadan uzilganda yoki liniyada faol transmitterlar bo'lmaganda, hech kim darajani o'rnatmaganda sodir bo'lishi mumkin. Bunday holatlarda UART qabul qilgichiga noto'g'ri signallarni bermaslik uchun A-B kirishlarida Uab > +200 mV potentsial farqni kafolatlash kerak. Kirish signallari yo'q bo'lganda, bu moyillik qabul qiluvchining chiqishida mantiqiy "1" ni ta'minlaydi, shuning uchun to'xtash bit darajasini saqlab qoladi.

Bunga erishish oson - to'g'ridan-to'g'ri kirish (A) quvvatga, teskari kirish (B) esa erga ulangan bo'lishi kerak. Olingan bo'luvchi:

Rin - qabul qiluvchining kirish qarshiligi (odatda 12 kOhm);
Rc - mos keladigan rezistorlar (120 Ohm);
Rzs - himoya egilish rezistorlari.

Himoya rezistorlari (Rzc) uchun qarshilik qiymatlarini ajratuvchi yordamida osongina hisoblash mumkin. Uab > 200mV ni ta'minlash kerak. Ta'minot kuchlanishi - 5V. O'rta qo'lning qarshiligi har bir qabul qiluvchi uchun 120Ohm//120Ohm//12KOhm - taxminan 57 Ohm (10 ta qabul qiluvchi uchun). Shunday qilib, ikki Rzsning har biri uchun taxminan 650 Ohm chiqadi. Marj bilan egilish uchun Rzs qarshiligi 650 Ohm dan kam bo'lishi kerak. An'anaviy ravishda ular 560 Ohmni o'rnatdilar.

E'tibor bering: Rzs reytingini hisoblashda yuk hisobga olinadi. Agar chiziqda ko'plab qabul qiluvchilar osilgan bo'lsa, u holda Rzs qiymati kamroq bo'lishi kerak. Uzoq uzatish liniyalarida, shuningdek, siqilish nuqtasidan uzoqda joylashgan qurilmalar uchun moyillik potentsial farqining bir qismini "eyishi" mumkin bo'lgan o'ralgan juftlikning qarshiligini ham hisobga olish kerak. Uzoq chiziq uchun terminatorlar yonidagi ikkala uzoq uchida ikkita tortish rezistorlarini joylashtirish yaxshiroqdir.

Ko'pgina qabul qiluvchi qurilmalar ishlab chiqaruvchilari o'rnatilgan noto'g'ri qarorlar orqali o'z mahsulotlarida xavfsiz xususiyatga ega ekanligini da'vo qilishadi. Bunday himoyaning ikki turini ajratish kerak:

Ochiq zanjirlarda ishonchlilik.(Ochiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin emas.) Bu qabul qiluvchi qurilmalar o'rnatilgan tortishish rezistorlaridan foydalanadi. Ushbu rezistorlar odatda oqim sarfini kamaytirish uchun yuqori qarshilikka ega. Shu sababli, talab qilinadigan moyillik faqat ochiq (tushirilmagan) differentsial kirishlar uchun taqdim etiladi. Aslida, agar qabul qiluvchi chiziqdan uzilgan bo'lsa yoki u yuklanmagan bo'lsa, u holda ajratgichning o'rta qo'lida faqat katta kirish qarshiligi qoladi, bunda kerakli potentsial farq tushadi. Biroq, agar qabul qiluvchi moslamasi 120 Ohm bo'lgan ikkita mos keladigan rezistorli chiziqqa yuklangan bo'lsa, o'rtacha ajratuvchi qo'l 60 Ohm dan kam bo'lib chiqadi, bunda yuqori empedansli tortishishlar bilan solishtirganda, hech qanday sezilarli pasaymaydi. Shuning uchun, agar yuklangan chiziqda faol transmitterlar bo'lmasa, o'rnatilgan rezistorlar etarli moyillikni ta'minlamaydi. Bunday holda, yuqorida tavsiflanganidek, tashqi himoya rezistorlarini o'rnatish zarur bo'lib qoladi.

Haqiqiy ishonchlilik.(To'g'ri xatoga yo'l qo'ymaslik.) Ushbu qurilmalarda signalni aniqlash chegaralarining o'zi siljiydi. Masalan: ±200 mV standart chegaralar o'rniga -50 / -200 mV. Ya'ni, Uab>-50mV bo'lganda, RO qabul qilgichning chiqishi mantiqiy "1" bo'ladi va Uab bo'lganda<-200 - на RO будет "0". Таким образом, и в разомкнутой и в пассивной линии при разности потенциалов Uab близкой к нулю, приемник выдаст "1". Для таких приемопередатчиков внешнее защитное смещение не требуется. Тем не менее, для лучшей помехозащищенности все-таки стоит дополнительно немного подтягивать линию.

Tashqi himoya chizig'ining minuslari darhol ko'rinadi - oqim doimiy ravishda ajratuvchi orqali oqadi, bu kam iste'mol qilinadigan tizimlarda qabul qilinishi mumkin emas. Bunday holda siz quyidagilarni qilishingiz mumkin:

A). Rzs qarshiligini oshirish orqali oqim sarfini kamaytiring. Transceiver ishlab chiqaruvchilari 200 mV tanib olish chegarasi haqida yozishsa-da, amalda 100 mV yoki undan ham kamroq etarli. Shunday qilib, siz darhol Rzs qarshiligini ikki-uch marta oshirishingiz mumkin. Bunday holda, shovqin immuniteti biroz kamayadi, lekin ko'p hollarda bu juda muhim emas.

b). Tanib olish chegaralari o'zgargan haqiqiy noto'g'ri qabul qiluvchi qurilmalardan foydalaning. Masalan, MAX3080 va MAX3471 mikrosxemalar chegaralariga ega: -50mV / -200mV, bu ofset bo'lmaganda qabul qiluvchining chiqishida birlik darajasini kafolatlaydi (Uab = 0). Keyin tashqi himoya chizig'i rezistorlarini olib tashlash yoki ularning qarshiligini sezilarli darajada oshirish mumkin.

V). Agar kerak bo'lmasa, rezistor moslamasidan foydalanmang. Agar chiziq 2 x 120 ohmda yuklanmagan bo'lsa, u holda chiziqdagi qabul qiluvchilar soniga qarab himoya tarafkashlikni ta'minlash uchun bir necha kilo-ohm tortishish etarli bo'ladi.

Opto-izolyatsiya qilingan chiziq uchun u izolyatsiya qilingan chiziqning kuchiga va erga tortilishi kerak. Agar optik izolyatsiya ishlatilmasa, siz uni har qanday quvvat manbaiga tortib olishingiz mumkin, chunki ajratuvchi A va B chiziqlari o'rtasida faqat kichik potentsial farqni yaratadi. Faqat qurilmalarning "zaminlari" o'rtasidagi mumkin bo'lgan potentsial farqni eslab qolishingiz kerak. bir-biridan uzoqda joylashgan.

Yarim dupleksli RS-485 interfeysi bilan ishlaganda (vaqt ajratilgan bir juft sim orqali qabul qilish va uzatish) siz kontrollerning UART to'liq dupleks ekanligini unutishingiz mumkin, ya'ni u mustaqil ravishda va bir vaqtning o'zida qabul qiladi va uzatadi. .

Odatda, RS-485 qabul qiluvchi uzatgich uzatilayotganda, RO qabul qiluvchining chiqishi uchinchi holatga o'tadi va boshqaruvchining RX oyog'i (UART qabul qiluvchisi) "havoda osilib turadi". Natijada, UART qabul qilgichida uzatish paytida to'xtash bit darajasi ("1") o'rniga noma'lum narsa paydo bo'ladi va har qanday shovqin kirish signali sifatida qabul qilinadi. Shuning uchun uzatish paytida siz UART qabul qilgichni (boshqaruv registr orqali) o'chirib qo'yishingiz yoki RX-ni bittaga tortib olishingiz kerak. Ba'zi mikrokontrollerlar uchun bu dasturli tarzda amalga oshirilishi mumkin - o'rnatilgan port pull-uplarini faollashtiring.

Eslatma: AT90S8535 (AVR Atmel) mikrokontrollerida nosozlik bor - UART o'chirilgan bo'lsa, u hali ham qabul qiladi va qabul qilishni yoqgandan so'ng, birinchi qabul qilingan bayt buzilgan bo'lishi mumkin. Shunday qilib, u, albatta, RX pull-upni faollashtirishi kerak.

Men bilishimcha, RS-485 spetsifikatsiyasi "issiq" ulanishni ta'minlamaydi - tizim ishlayotgan paytda aloqa liniyasiga yangi qabul qiluvchilarni qo'shish. Biroq, agar siz bitta nuanceni hisobga olsangiz, tizim bunday operatsiyani deyarli og'riqsiz bajaradi. Ulanish vaqtida qurilmaga quvvat berilganda, masalan, kassetali plata ulagichga kiritilganda bu muhim ahamiyatga ega. Gap shundaki, har qanday qayta o'rnatish paytida: quvvat yoqilganda, "Qayta o'rnatish" kirishidagi signal, qo'riqchi taymer ishga tushirilganda, boshqaruvchi ishga tushirish vaqtini talab qiladi, bu bir necha o'n millisekundgacha bo'lishi mumkin. Tekshirish moslamasi reset holatida bo'lsa-da, u barcha portlarni kiritishga majbur qiladi. Bu RS-485 transmitter chipiga quvvat allaqachon etkazib berilgan, ammo qabul qiluvchi / RE va uzatuvchi DE ning yoqish kirishlari "havoda osilgan" vaziyatga olib keladi. Natijada, transmitter shovqin tufayli uzatish uchun ochilishi mumkin va mikrokontroller o'chirilgan bo'lsa ham, axlatni ish liniyasiga chiqaradi. Bunga yo'l qo'ymaslik juda oson - qabul qiluvchining kirish / RE o'lchamlarini nolga tushirish uchun bir necha kilo-ohm rezistordan foydalaning. Bu qabul qiluvchining quvvat yoqilganda darhol qabul qilish uchun konfiguratsiya qilinishini va liniyaga xalaqit bermasligini ta'minlaydi.

Jismoniy darajada aloqa liniyasi ishlashga tayyor, ammo protokol ham kerak - tizim qurilmalari o'rtasida posilkalar formati bo'yicha kelishuv.

RS-485 interfeysining tabiati tufayli qurilmalar bir vaqtning o'zida uzata olmaydi - transmitterlar o'rtasida ziddiyat yuzaga keladi. Shuning uchun qurilmalar o'rtasida uzatish huquqini taqsimlash kerak. Shuning uchun asosiy bo'linma: markazlashtirilgan (yagona usta) almashinuv va markazlashmagan (ko'p usta).

Markazlashtirilgan tarmoqda bitta qurilma har doim master (master) hisoblanadi. U boshqa (qul) qurilmalarga so'rovlar va buyruqlarni yaratadi. Slave qurilmalar faqat master buyrug'i bilan uzatishi mumkin. Qoidaga ko'ra, qullar o'rtasidagi almashinuv faqat xo'jayin orqali amalga oshiriladi, garchi almashishni tezlashtirish uchun xo'jayinning buyrug'i bilan ma'lumotlarni bir quldan ikkinchisiga o'tkazishni tashkil qilish mumkin.

Markazlashtirilmagan tarmoqda etakchining roli qurilmadan qurilmaga yoki navbatning qandaydir algoritmi yoki joriy rahbarning buyrug'i bilan keyingisiga (etakchi tokenini o'tkazish) o'tkazilishi mumkin. Bunday holda, tobe qurilma masterga javobida master rejimiga o'tish uchun so'rov yuborishi va ruxsat yoki taqiqni kutishi mumkin.

Tekshiruvchi standartlarga ko'ra, seriyali kanal sekin ishdir. 9600 bodda bitta belgini uzatish uchun bir millisekunddan ko'proq vaqt ketadi. Shuning uchun, agar kontroller hisob-kitoblar bilan og'ir yuklangan bo'lsa va ularni UART orqali almashish paytida to'xtatmasligi kerak bo'lsa, belgini qabul qilish va uzatish tugagandan so'ng uzilishlardan foydalanish kerak. Siz uzatish xabarini yaratish va qabul qilingan xabarni saqlash uchun xotirada joy ajratishingiz mumkin (buferni yuborish), shuningdek, joriy belgining o'rnini ko'rsatuvchi ko'rsatkichlar. Belgini qabul qilish yoki uzatishni tugatgandan so'ng, uzilishlar ko'rsatkichni siljitish va xabar belgisining oxirini tekshirish bilan keyingi belgini uzatuvchi yoki saqlaydigan tegishli pastki dasturlarni chaqiradi, shundan so'ng ular keyingi uzilishgacha boshqaruvni asosiy dasturga qaytaradilar. Butun paketni jo'natish yoki qabul qilish tugallangandan so'ng, foydalanuvchi bayrog'i yaratiladi, asosiy dastur tsiklida qayta ishlanadi yoki xabarni qayta ishlash pastki dasturi darhol chaqiriladi.

Umumiy holda, ketma-ket kanal orqali yuborilgan xabar boshqaruv baytlaridan (xabarni sinxronlashtirish, jo'natuvchi va qabul qiluvchi manzillari, nazorat summasi va boshqalar) va haqiqiy ma'lumotlar baytlaridan iborat.

Ko'plab protokollar mavjud va siz undan ham ko'proq narsani o'ylab topishingiz mumkin, lekin eng ko'p ishlatiladiganlardan foydalanish yaxshiroqdir. Standart ketma-ket aloqa protokollaridan biri MODBUS bo'lib, ko'plab sanoat kontroller ishlab chiqaruvchilari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Ammo agar siz tom ma'noda "ikki bayt yuborish" yoki shunchaki aloqa usullarini o'zlashtirishingiz kerak bo'lsa va modbas buyruqlar tizimini o'rganishni va shu sababli unga drayver yozishni xohlamasangiz, men nisbatan oddiy protokollar uchun variantlarni taklif qilaman. (Biroq, kelajakda MODBUSga e'tibor qaratishga arziydi.)

Protokolni tashkil qilishda asosiy vazifa barcha qurilmalarni nazorat baytlari va ma'lumotlar baytlarini farqlashga majbur qilishdir. Masalan, chiziq bo'ylab baytlar oqimini qabul qiluvchi tobe qurilma xabar qaerdan boshlanishini, oxiri qaerda va kimga qaratilganligini tushunishi kerak.

1). ASCII kodiga asoslangan protokollar ko'pincha topiladi. Boshqaruv belgilar va ma'lumotlar oddiy ASCII belgilar sifatida uzatiladi. Paket quyidagicha ko'rinishi mumkin:

Boshida jo'natishni boshlash uchun boshqaruv belgisi ":", keyingi ikkita raqam qabul qiluvchining manzili (12), so'ngra ma'lumotlar belgilari (RS485) va oxirida - yuborishning oxiri uchun boshqaruv belgisi. 0Dh yuborish (chiziq tasmasi). Chiziqdagi barcha qurilmalar ":" belgisini olgandan so'ng, xabarni xotiraga 0Dh oxirigacha yozishni boshlaydilar. Keyin paketdagi manzilni o'z manzili bilan solishtiradilar. Mos keladigan manzilga ega qurilma posilka ma'lumotlarini qayta ishlaydi, qolganlari posilkaga e'tibor bermaydi. Ma'lumotlar boshqaruv belgilaridan tashqari har qanday belgilarni o'z ichiga olishi mumkin (":", 0Dh).

Ushbu protokolning afzalligi tizimni disk raskadrovka qilish qulayligi va xabarlarni sinxronlashtirish qulayligidir. RS485-RS232 konvertori orqali liniyani kompyuteringizning MAQOMOTI portiga ulashingiz va istalgan terminalda "inson tilida" o'tayotgan barcha ma'lumotlarni ko'rishingiz mumkin. Kamchiliklari - katta hajmdagi ikkilik ma'lumotni uzatishda posilkaning nisbatan katta o'lchami, chunki har bir baytni uzatish uchun ikkita ASCII belgisi kerak bo'ladi (7Fh - "7", "F"). Bundan tashqari, ma'lumotlarni ikkilikdan ASCIIga va aksincha o'zgartirish kerak.

2). Ikkilik ma'lumotlarni to'g'ridan-to'g'ri uzatish bilan protokolni tashkil qilish mumkin. Bunday holda, boshqaruv belgilari va ma'lumotlar baytlari UARTda qo'shimcha to'qqizinchi bitni o'rnatish bilan ajralib turadi. Boshqaruv belgilari uchun bu bit "1" ga o'rnatiladi. Bitta to'qqizinchi bitli birinchi nazorat belgisi posilkada uzatiladi - uning qolgan "oddiy" bitlarida qabul qiluvchi qurilmaning manzili, posilkaning boshi / oxiri belgisi va boshqa narsalar bo'lishi mumkin. Keyin ma'lumotlar baytlari to'qqizinchi bit nol bilan uzatiladi. Barcha qabul qiluvchi qurilmalar boshqaruv belgisini to'qqizinchi bit orqali taniydi va uning qolgan bitlarining mazmuni bo'yicha keyingi ma'lumotlar kimga qaratilganligini aniqlaydi. Yo'naltirilgan qurilma ma'lumotlarni qabul qiladi, qolganlari esa keyingi boshqaruv belgisigacha e'tibor bermaydilar.

Ba'zi kontrollerlarning UART, masalan, C167 (Infineon) maxsus rejimda (uyg'otish) qabul qilingan baytdagi to'qqizinchi bitni avtomatik ravishda tanib olishi va faqat boshqaruv belgisi olinganda uzilish hosil qilishi mumkin. Bunday holda, manzillangan qurilma keyingi nazorat belgisiga qadar oddiy qabul qilish rejimiga o'tkazilishi kerak. Bu boshqa qurilmalarga ularga murojaat qilinmagan ma'lumotlar baytlarini qabul qilishda uzilishlarni qayta ishlash vaqtini tejash imkonini beradi.

Agar siz tizim va kompyuterni Windows bilan bog'lashingiz kerak bo'lsa, ushbu protokoldan foydalanmaslik yaxshiroqdir, chunki Windows UART-da to'qqizinchi bitni tanib olishda muammolarga duch kelishi mumkin.

3) Protokol "sof" ikkilik, ya'ni maxsus boshqaruv belgilarisiz bo'lishi mumkin. Bu holda posilkalarni sinxronlashtirish qabul qilingan baytlar orasidagi pauzani kuzatish orqali amalga oshirilishi mumkin. Qabul qiluvchi qurilma bayt oxirgi marta olinganidan keyingisiga qadar vaqtni hisoblaydi va agar bu pauza ma'lum bir qiymatdan katta bo'lsa (masalan, 1,5 - 3,5 bayt), oldingi xabar yo'qolgan degan xulosaga keladi. va yangisi boshlandi. Agar oldingi yuborish tugallanmagan bo'lsa ham, qabul qiluvchi bufer qayta o'rnatiladi. Shuningdek, siz jo'natishlarni baytlarning noyob boshlanish ketma-ketligidan foydalangan holda sinxronlashtirishingiz mumkin (ASCII protokolidagi boshlang'ich belgiga o'xshash). Bunday protokollarda aralashuv tufayli boshlangan noto'g'ri xabarni qabul qilishdan himoya qilish uchun maxsus choralar ko'rish kerak.

Aloqa ishonchliligini oshirish uchun nosozliklarni bartaraf etish uchun dasturiy ta'minot usullarini ta'minlash zarur. Ularni ikki guruhga bo'lish mumkin: desinxronizatsiyadan himoya qilish va ishonchlilikni nazorat qilish.

1). Sinxronizatsiyadan himoya qilish. Himoya tarafkashligiga qaramay, kuchli interferensiya faol transmitterlarsiz chiziqqa kirib borishi va xabarlarni qabul qilishning to'g'ri ketma-ketligini buzishi mumkin. Keyin qabul qiluvchi qurilmalarni birinchi oddiy xabar bilan tushunishlarini ta'minlash va ularning shovqinni xabar deb xato qilishiga yo'l qo'ymaslik kerak. Bu ramka sinxronizatsiyasi (faol pauza) va jo'natish sinxronizatsiyasi (preambula) yordamida amalga oshiriladi.

Kadrlarni sinxronizatsiya qilishdan himoya qilish. Majburiy chora! Posilkalarni sinxronlashtirish bo'yicha barcha keyingi chora-tadbirlar faqat shu bilan birgalikda mantiqiy bo'ladi. Noto'g'ri boshlang'ich bit bilan aralashish keyingi kadrlarni to'g'ri qabul qilishni buzishi mumkin. To'g'ri ketma-ketlikka qaytish uchun ma'lumotlarni uzatish va jo'natish uchun qabul qiluvchini yoqish o'rtasida pauza qilish kerak. Bu vaqt davomida transmitter liniyada yuqori darajani saqlab turadi, bu orqali shovqinni buzish qiyin (faol pauza). Interferentsiyani qabul qiluvchi har qanday qurilma to'xtash bitini olish uchun ma'lum bir aloqa tezligida (10-11 bit) 1 kvadrat pauza etarli bo'ladi. Keyin navbatdagi kadr oddiy start bitidan olinadi.

Xuddi shu effektga FFh belgisini posilkaning birinchi baytidan oldin yuborish orqali erishish mumkin, chunki boshlang'ich bitdan tashqari uning barcha bitlari "1" dir. (Agar FFh belgisining boshlang'ich biti noto'g'ri ramkaning to'xtash bitiga tushsa, kadr xatosi oddiygina hisoblanadi).

Posilkalarni desinxronizatsiya qilishdan himoya qilish. Oldingi himoya bilan birgalikda ishlatiladi! Ayniqsa, yashirin aralashuv nazorat belgisi sifatida niqoblanishi va keyinchalik qabul qilingan xabarni buzishi mumkin. Bundan tashqari, avvalgi yuborish to'xtatilishi mumkin. Shu sababli, yuborishning haqiqiy boshlanishini aniqlash va qabul qiluvchi jo'natish buferini (qabul qilingan baytlar saqlanadigan xotira maydoni) qayta o'rnatish uchun ma'lumotlarni qabul qilish va saqlash subprogrammasida choralar ko'rish juda ma'qul. Shu maqsadda preambula qo'llaniladi - posilka boshlanishining dastlabki belgisi.

Boshlash belgisi. ASCII protokolida muqaddima rolini yuborish boshida maxsus boshqaruv belgisi bajaradi. Bunday belgini har bir qabul qilish uchun siz buferni qayta o'rnatishingiz kerak: qabul qilingan baytlar sonini qayta o'rnating, ko'rsatgichni buferning boshiga o'tkazing va hokazo. Bufer to'lib ketganda ham xuddi shunday qilish kerak. Bu haqiqiy boshqaruv belgisiga noto'g'ri belgi bilan boshlangan oldingi "yuborish" ni tiklash imkonini beradi.

Misol. Oxirgi boshqaruv belgisi ":" oldingi noto'g'ri xabarni tiklaydi:

____ :) ____ : 1 2 R S 4 8 5 /PS/ ____

Pauzani boshlang. Noyob boshqaruv belgisi ta'minlanmagan va posilkalarni sinxronlash baytlar orasidagi ma'lum pauza bo'yicha sodir bo'ladigan ikkilik protokolda, kadr sinxronizatsiyasida tasvirlangan faol pauzani baytlar orasidagi pauza davomiyligiga oshirish kifoya. yangi posilkani qabul qilish boshlanadi. Ya'ni, uzatish uchun qabul qiluvchini yoqish va paketning birinchi baytlarini yuborish o'rtasida siz 1,5 - 3,5 UART kadrlar uchun pauza qilishingiz kerak. Agar bunday kirish vaqtida transmitter faol bo'lsa, qabul qiluvchilarga interferensiya o'tishi qiyin bo'ladi, ular kerakli pauzani yozib oladi, jo'natish buferini qayta o'rnatadi va yangi jo'natishni qabul qilish uchun sozlaydi. Bu usul, xususan, MODBUS RTU protokoli uchun qo'llaniladi.

Boshlanish ketma-ketligi. Agar ikkilik protokolda sinxronizatsiya faqat xabarning to'g'ri boshlanishi bilan amalga oshirilsa, noto'g'ri xabarni faqat uning tuzilishi mantig'i bilan filtrlash mumkin. Bu holda muqaddima - ma'lum bir boshlang'ich belgilar ketma-ketligi bo'lib, uni jo'natuvchi ma'lumotlarda topib bo'lmaydi va shovqin tufayli hosil bo'lishi dargumon. Preambula asosiy xabardan oldin yuboriladi. Qabul qiluvchi qurilma kiruvchi ma'lumotlarda ushbu boshlash ketma-ketligini kuzatib boradi. Qaerda bo'lishidan qat'i nazar, qabul qiluvchi qurilma jo'natuvchi buferni qayta o'rnatadi va yangisini qabul qila boshlaydi.

Variant 1. Posilka “keting!” ni olgandan keyin yana qabul qilina boshlaydi. (belgilar o'rniga har qanday 8 bitli ma'lumotlar bo'lishi mumkin):

____: - b ___ g o! 1 2 R S 4 8 5 ____

Variant 2. Posilka qabul qilingandan keyin yana qabul qilina boshlaydi menga emas ketma-ket uchta "E" va boshlang'ich bayt ":" (belgilar o'rniga har qanday 8 bitli ma'lumotlar bo'lishi mumkin):

____ > : - E ___ E E E: 1 2 R S 4 8 5 ____

Agar boshlang'ich ketma-ketlikdan oldin ketma-ket ikkita bunday belgilar mavjud bo'lsa ham, posilka kamida uchta ketma-ketlikdan keyin (qo'shimchalar e'tiborga olinmaydi) va boshlang'ich belgidan keyin saqlana boshlaydi. Agar siz "E" o'rniga FFh baytidan foydalansangiz, ramkalar va freymlarning sinxronizatsiyasini birlashtira olasiz. Buning uchun to'rtta FFh yuboriladi va qabul qiluvchi qurilma FFh ning birinchi bayti kadrlarni sinxronlashtirishga sarflanishi mumkinligini hisobga olgan holda kamida uchtasini kutadi.

2). Ishonchlilikni nazorat qilish. Ayniqsa, kuchli interferensiya paketga singib ketishi, boshqaruv belgilarini yoki undagi ma'lumotlarni buzishi yoki hatto uni butunlay yo'q qilishi mumkin. Bundan tashqari, liniyaga (abonentga) ulangan qurilmalardan biri ishlamay qolishi va so'rovlarga javob berishni to'xtatishi mumkin. Bunday ofat sodir bo'lganda, nazorat summalari, taym-autlar va qo'l siqish mavjud.

Tekshirish summasi- umuman olganda, jo'natuvchi ma'lumotlardan ba'zi transformatsiyalar natijasida olingan 1-2 bayt kod. Eng oddiy narsa ma'lumotlarning barcha baytlarini "eksklyuziv yoki" qilishdir. Nazorat summasi hisoblab chiqiladi va jo'natishdan oldin paketga kiritiladi. Qabul qiluvchi qurilma olingan ma'lumotlar bilan bir xil operatsiyani bajaradi va hisoblangan nazorat summasini olingan bilan solishtiradi. Agar paket shikastlangan bo'lsa, ehtimol ular mos kelmaydi. Agar ASCII protokoli ishlatilsa, nazorat summasi kodi ASCII belgilarida ham uzatiladi.

Taym-aut; turib qolish; tanaffus- so'ralgan qurilmadan javobni kutishning maksimal vaqti. Agar paket shikastlangan bo'lsa yoki so'ralgan qurilma muvaffaqiyatsiz bo'lsa, asosiy qurilma javob kutmasdan o'tirmaydi, lekin ma'lum vaqtdan keyin nosozlik mavjudligini tan oladi. Shundan so'ng siz so'rovni yana bir necha marta takrorlashingiz mumkin va agar muvaffaqiyatsizlik takrorlansa, favqulodda vaziyatni hal qilishga o'ting. Vaqt tugashi so'rov bajarilgan paytdan boshlab hisoblanadi. Uning davomiyligi javobni uzatishning maksimal vaqtidan va so'rovni ko'rib chiqish va javob yaratish uchun zarur bo'lgan vaqtdan biroz oshib ketishi kerak. To'g'ridan-to'g'ri qurilma ham vaqt tugashidan foydalanishi mumkin. Ayniqsa, asosiy qurilmadan ma'lumotlarni muntazam yangilash yoki yangi buyruqlar etishmasligi tizim qurilmalarining ishlashi uchun juda muhim bo'lgan holatlarda. Qul uchun eng oddiy dastur posilkani olgandan so'ng qo'riqchi taymerini qayta o'rnatishdir. Agar biron-bir sababga ko'ra ma'lumotlar oqimi to'xtab qolsa, qo'riqchi taymeri to'lib ketganda qurilma qayta o'rnatiladi. Qayta tiklashdan so'ng, birinchi buyruq qabul qilinmaguncha xavfsiz rejim o'rnatiladi.

Qo'l siqish- etkazib berishni tasdiqlash (qabul qilish). Qul aniq ma'lumot yoki buyruqni olishi muhim bo'lsa, uning paketni olganligini kuzatish kerak. Asosiy qurilma ma'lumotlarni qulga yuborib, tasdiqlash bilan javobni kutadi. To'g'ri qurilma ma'lumotlarni qabul qilib, agar u to'g'ri bo'lsa, etkazib berishni tasdiqlovchi javob yuboradi. Vaqt tugashidan keyin asosiy qurilma tasdiqnoma olmasa, aloqada yoki tobe qurilmada nosozlik bor deb taxmin qilinadi. Keyin odatiy choralar - xabarni takrorlash. Ammo bir nuance bor: kvitansiyaning o'zi buzilgan va olinmagan bo'lishi mumkin. Asosiy qurilma kvitansiyani olmagan holda yuborishni takrorlaydi va qul uni yana qayta ishlaydi. Bu har doim ham muhim emas, lekin agar "parametrni 1 ga oshirish" kabi buyruq yuborilgan bo'lsa, bu parametrning rejalashtirilmagan ikki baravar oshishiga olib kelishi mumkin. Bunday holda, qul qurilmasi takroriy posilkalarni yangilaridan ajratib turishi va ularni qayta ishlamasligi uchun posilkalarni tsiklik raqamlash kabi narsalarni ta'minlash kerak.

Chiziq o'tkazgichlari o'rtasidagi potentsial farq, qoida tariqasida, -7 dan oshmasligi kerak ... +12 V. Transiverning liniyasi va tuproqlari. yuqori kuchlanish davrlari uchun talab qilinishi mumkin.

"Asoslar" o'rtasidagi potentsial farq. RS-485 interfeysi asosida tarmoqni tashkil qilishda uchinchi o'tkazgich - tuproqning yashirin mavjudligini hisobga olish kerak. Axir, barcha qabul qiluvchilar quvvat va erga ega. Agar qurilmalar dastlabki quvvat manbaiga yaqin joylashgan bo'lsa, u holda tarmoqdagi qurilmalarning "tuproqlari" orasidagi potentsial farq kichikdir. Ammo agar qurilmalar bir-biridan uzoqda joylashgan bo'lsa va mahalliy quvvat oladigan bo'lsa, unda ularning "zaminlari" o'rtasida sezilarli potentsial farq bo'lishi mumkin. Mumkin bo'lgan oqibatlar qabul qiluvchining yoki hatto butun qurilmaning ishdan chiqishidir. Bunday hollarda galvanik izolyatsiya yoki drenaj simidan foydalanish kerak.

Chiziq va qurilmalarning galvanik izolyatsiyasi raqamli signallarni (RO, DI, RE, DE) optik izolyatsiyalash orqali qabul qiluvchi chiplarni izolyatsiya qilingan quvvat bilan ta'minlash yoki signallarning o'rnatilgan galvanik izolatsiyasiga ega qabul qiluvchilar yordamida amalga oshiriladi. quvvat (masalan, MAX1480). Keyinchalik, differensial o'tkazgichlar bilan birgalikda izolyatsiyalangan tuproqli sim (signal tuproq) va, ehtimol, izolyatsiyalangan chiziqli elektr simi yotqiziladi.

Drenaj simi - bu o'ralgan juftlik bilan birga yotqizilgan va masofaviy qurilmalarning "tuproqlarini" bog'laydigan sim. Ushbu sim orqali "zaminlar" ning potentsiallari tenglashtiriladi. Qurilma liniyaga ulanganda, birinchi navbatda, drenaj simini ulash kerak, va ajratilganda, u oxirgi marta uzilishi kerak. Drenaj simi orqali oqimni cheklash uchun u har bir qurilmada 100 ohm (0,5 Vt) qarshilik orqali erga ulanadi.

Yuqori kuchlanish davrlariga qisqa tutashuv. Agar tarmoqqa yoki mahalliy yerlardan biriga yuqori kuchlanish tushishi xavfi mavjud bo'lsa, opto-izolyatorlar yoki shunt kuchlanish cheklovchilaridan foydalanish kerak. Yoki yaxshiroq, ikkalasi ham.

Opto-izolyatsiya qilingan interfeysning parchalanish kuchlanishi yuzlab va hatto minglab voltsni tashkil qiladi. Bu qurilmani barcha liniya o'tkazgichlari uchun umumiy bo'lgan ortiqcha kuchlanishdan yaxshi himoya qiladi. Biroq, differentsial haddan tashqari kuchlanish bilan, o'tkazgichlardan birida yuqori potentsial paydo bo'lganda, qabul qiluvchining o'zi buziladi.

Differensial haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish uchun barcha liniya o'tkazgichlari, shu jumladan izolyatsiya qilingan umumiy o'tkazgichlar kuchlanish cheklovchilari yordamida mahalliy yerlarga o'tkaziladi. Bu varistorlar, yarimo'tkazgichli kuchlanish cheklovchilari va gaz chiqarish quvurlari bo'lishi mumkin. Ularning ishlashining jismoniy printsipi boshqacha, ammo mohiyati bir xil - poldan yuqori kuchlanishda ularning qarshiligi keskin pasayadi va ular chiziqni chetlab o'tadi. Gaz chiqarish quvurlari juda yuqori oqimlarni o'tkazishi mumkin, lekin yuqori buzilish chegarasi va past tezlikka ega, shuning uchun ular yarim o'tkazgich cheklovchilari bilan birga uch bosqichli sxemada yaxshi qo'llaniladi. Agar liniyani topraklama mumkin bo'lmasa, liniya o'tkazgichlari o'zaro cheklovchilar bilan ko'priklanadi. Ammo bu faqat differensial haddan tashqari kuchlanishdan himoya qiladi - optokupl umumiy ortiqcha kuchlanishdan himoyani o'z zimmasiga olishi kerak.

Qisqa muddatli haddan tashqari kuchlanish uchun kuchlanish cheklovchilari bilan himoya qilish samarali. Uzoq muddatli qisqa tutashuv oqimlari bo'lsa, cheklovchilar shikastlanishi mumkin va chiziqdagi qurilmalar himoyasiz qoladi. Qisqa tutashuvlardan himoya qilish uchun sigortalar chiziqqa ketma-ket ulanishi mumkin. Kuchlanishdan himoya qilish haqida ko'proq ma'lumotni B&B Electronics qo'llanmasida "RS-422 va RS-485 Application Note"da topishingiz mumkin.

Diagnostika. Agar shovqin darajasini o'lchash bilan kabel yotqizish yo'lini tanlash mumkin bo'lsa, uni e'tiborsiz qoldirmang. Dasturiy ta'minotdagi xatolarni tuzatish muvaffaqiyatsizliklar bilan muvaffaqiyatli kurashsa ham, chiziqdagi shovqin darajasini jismonan kamaytirish uchun hamma narsani qilish kerak. Dasturda diagnostika rejimini ta'minlash foydali bo'ladi, unda dasturiy ta'minotni tuzatish orqali qayta ishlangan nosozliklar statistikasi (nazorat summasi yoki vaqt tugashi bo'yicha muvaffaqiyatsizlik) to'planadi. Agar nosozliklar juda ko'p bo'lsa, ularning sabablarini topish va yo'q qilish ustida ishlash tavsiya etiladi. Aloqa tezligini (bod tezligi) kamaytirish ko'p hollarda shovqin immunitetini oshiradi. O'zgartirish uchun joy bo'lmasa, uzatish tezligini tizimning normal ishlashi uchun zarur bo'lganidan yuqoriroq o'rnatish mantiqiy emas.

Kabel o'rnatish. Iloji bo'lsa, elektr kabellari bo'ylab o'ralgan juftlarni, ayniqsa umumiy o'ralgan holda o'tkazmaslik kerak, chunki o'zaro indüktans orqali quvvat oqimlarining aralashuvi xavfi mavjud. Yuqori oqimlarni o'zgartiradigan quvvat uskunalari ham shovqin manbai hisoblanadi. Boshqa narsalarni quvvatlantirish uchun opto-izolyatsiya qilingan liniyaning signal quvvat davrlarini ishlatmaslik yaxshiroqdir, chunki signal zamini orqali oqadigan ortiqcha oqimlar chiziqqa qo'shimcha shovqin keltirishi mumkin. Asimmetrik o'tkazgich xususiyatlariga ega bo'lgan sifatsiz o'ralgan juftlik muammolarning yana bir manbai hisoblanadi. Buralgan juftlikning qadami qanchalik kichik bo'lsa (simlar qanchalik tez-tez o'ralgan bo'lsa), shuncha yaxshi bo'ladi. Opto-izolyatsiya qilingan liniya yoki drenaj ishlatilmasa ham, zaxira o'ralgan juftlik bilan kabelni darhol o'rnatishga arziydi - agar birinchisi buzilgan bo'lsa yoki siz hali ham signalli tuproqni o'rnatishingiz kerak bo'lsa.

Induktiv filtrlar. Agar yuqori chastotali shovqin chiziqqa kirsa, uni induktiv filtrlar orqali filtrlash mumkin. Aloqa liniyalarida yuqori chastotali shovqinlarni bostirish uchun mo'ljallangan maxsus induktiv filtrlar mavjud. Ular to'g'ridan-to'g'ri qabul qiluvchilarga ketma-ket ulanadi. Masalan, Epcos-dan B82790-S****, to'rt terminalli tarmoq shaklida ishlab chiqarilgan, bu orqali o'ralgan juftlik qabul qilgichga ulanadi.

Men RS-485 interfeysi orqali aloqaning jismoniy va dasturiy nozikliklari haqida to'liq ma'lumotga ega ekanligimni da'vo qilmayman. Biroq, menimcha, biroz boshqacha tarzda tuzilgan va shaxsiy tajriba bilan to'ldirilgan mavzuning yana bir taqdimoti ushbu sohani endigina tushuna boshlagan ishlab chiquvchilar uchun ortiqcha bo'lmaydi. Umid qilamanki, taqdim etilgan ma'lumotlar muammosiz va ishonchli muloqotni tashkil etishga yordam beradi.

Ushbu maqolaning maqsadi RS-485 asosidagi tarmoqlar uchun ulanish sxemalarini tanlash bo'yicha asosiy ko'rsatmalar berishdir. RS-485 spetsifikatsiyasi (rasmiy ravishda TIA/EIA-485-A nomi bilan tanilgan) RS-485 tarmoqlarini qanday ulash kerakligini aniq tushuntirmaydi. Biroq, u ba'zi ko'rsatmalar beradi. Ovozni qayta ishlash bo'yicha ushbu tavsiyalar va muhandislik amaliyotlari ushbu maqolaning asosini tashkil qiladi. Biroq, bu erda taqdim etilgan maslahat hech qanday tarmoq imkoniyatlarining xilma-xilligini qamrab olmaydi.

RS-485 raqamli ma'lumotlarni ko'plab ob'ektlar o'rtasida uzatadi. Ma'lumot uzatish tezligi 10 Mbit/s ga yetishi mumkin, ba'zan esa bu qiymatdan oshib ketadi. RS-485 ushbu ma'lumotni uzoq masofalarga uzatish uchun mo'ljallangan va 1000 metr uning imkoniyatlariga mos keladi. RS-485 dan muvaffaqiyatli foydalanish mumkin bo'lgan masofa va ma'lumotlar tezligi tizimning o'zaro bog'lanish dizaynini loyihalashda ko'plab omillarga bog'liq.

Kabel

RS-485 muvozanatli tizim sifatida ishlab chiqilgan. Oddiy qilib aytganda, bu erga qo'shimcha ravishda signalni uzatish uchun ishlatiladigan ikkita sim mavjudligini anglatadi.

Guruch. 1. Balanslangan tizim ma'lumotlarni uzatish uchun tuproq simidan tashqari ikkita simdan foydalanadi.

Tizim muvozanatli deb ataladi, chunki bitta simdagi signal ikkinchi simdagi signalga mutlaqo ziddir. Boshqacha qilib aytganda, agar bitta sim yuqori darajani uzatsa, ikkinchi sim past darajani uzatadi va aksincha. Rasmga qarang. 2.

Guruch. 2. Balanslangan tizimning ikkita simidagi signallar mutlaqo qarama-qarshidir.

RS-485 har xil turdagi uzatish vositalaridan foydalangan holda muvaffaqiyatli uzatishi mumkin bo'lsa-da, u odatda "burilgan juftlik" deb ataladigan simlar bilan ishlatilishi kerak.

O'ralgan juftlik nima va u nima uchun ishlatiladi?

Nomidan ko'rinib turibdiki, o'ralgan juftlik oddiygina bir xil uzunlikdagi va bir-biriga o'ralgan simlar juftligidir. Buralgan juft kabel orqali RS-485 mos keluvchi transmitterdan foydalanish yuqori tezlikdagi WAN dizaynerlari uchun ikkita asosiy muammolar manbasini kamaytiradi: radiatsiyaviy EMI va induktsiyalangan EMI (ulash).

Radiatsiyalangan elektromagnit parazit

3-rasmda ko'rsatilganidek, ma'lumotni uzatish uchun tik qirrali impulslar ishlatilsa, signalda yuqori chastotali komponentlar mavjud. Ushbu tik qirralar RS-485 taqdim eta oladigandan yuqori tezlikda kerak.

Guruch. 3. 125 kHz kvadrat to'lqinli poezdning to'lqin shakli va uning FFT

Ushbu tik qirralarning yuqori chastotali komponentlari uzun simlar bilan birgalikda elektromagnit parazit (EMI) emissiyasiga olib kelishi mumkin. O'ralgan juftliklardan foydalangan holda muvozanatli tizim bu ta'sirni kamaytiradi, bu tizimni samarasiz radiatorga aylantiradi. Bu juda oddiy printsip asosida ishlaydi. Chiziqlardagi signallar teng, lekin teskari bo'lgani uchun, har bir simdan chiqadigan signallar ham teng, ammo teskari bo'ladi. Bu bir signalni boshqasi bilan bostirish effektini yaratadi, bu esa, o'z navbatida, elektromagnit nurlanishning yo'qligini anglatadi. Biroq, bu simlar aynan bir xil uzunlikda va aynan bir xil tartibga ega degan taxminga asoslanadi. Bir vaqtning o'zida ikkita simni bir xil bo'lishi mumkin emasligi sababli, simlar bir-biriga iloji boricha yaqinroq bo'lishi kerak. Simlarni burish ikki sim orasidagi chekli masofa tufayli qolgan elektromagnit nurlanishni zararsizlantirishga yordam beradi.

Induktsiyalangan elektromagnit shovqin

Induktsiyalangan EMI asosan radiatsiyaviy EMI bilan bir xil muammodir, lekin aksincha. RS-485 asosidagi tizimda ishlatiladigan o'zaro ulanishlar, shuningdek, kiruvchi signallarni qabul qiluvchi antenna vazifasini bajaradi. Ushbu kiruvchi signallar foydali signallarni buzishi mumkin, bu esa o'z navbatida ma'lumotlar xatolariga olib kelishi mumkin. Xuddi shu sababga ko'ra, o'ralgan juft sim radiatsiyaviy EMIning oldini olishga yordam beradi, shuningdek, o'tkazilgan EMI ta'sirini kamaytirishga yordam beradi. Ikki sim bir-biriga o'rnatilgani va o'ralganligi sababli, bitta simda paydo bo'ladigan shovqin ikkinchi simda paydo bo'lgan shovqin bilan bir xil bo'ladi. Ushbu turdagi shovqin "umumiy rejim shovqini" deb ataladi. RS-485 qabul qiluvchilar bir-biriga qarama-qarshi bo'lgan signallarni aniqlash uchun mo'ljallanganligi sababli, ular ikkala sim uchun ham umumiy bo'lgan shovqinni osongina bostirishi mumkin.

Buralgan juftlikning xarakterli empedansi

Kabel geometriyasiga va izolyatsiyalashda ishlatiladigan materiallarga qarab, o'ralgan juftlik odatda ishlab chiqaruvchi tomonidan belgilanadigan tegishli "xarakterli impedans" ga ega bo'ladi. RS-485 spetsifikatsiyasi ushbu xarakterli impedansning 120 ohm bo'lishini tavsiya qiladi, lekin aniq talab qilmaydi. Ushbu empedansning tavsiyasi RS-485 spetsifikatsiyasida belgilangan eng yomon yuk va umumiy rejimdagi kuchlanish diapazonlarini hisoblash uchun zarur. Ko'rinishidan, spetsifikatsiya moslashuvchanlik uchun bu impedansni belgilamaydi. Agar biron sababga ko'ra 120 ohm kabeldan foydalanish mumkin bo'lmasa, loyihalashtirilgan tizim ishlashini ta'minlash uchun eng yomon yuk holatini (uzatuvchi va qabul qiluvchilarning ruxsat etilgan soni) va eng yomon holatda umumiy rejimdagi kuchlanish diapazonlarini qayta hisoblash tavsiya etiladi. TSB89 nashrida bunday hisob-kitoblarga bag'ishlangan bo'lim mavjud.

Har bir transmitter uchun buralgan juftliklar soni

Endi biz qanday turdagi kabel kerakligini tushunganimizdan so'ng, transmitter qancha o'ralgan juftlarni boshqarishi mumkinligi haqida savol tug'iladi. Qisqa javob aynan bitta. Ba'zi hollarda transmitter bir nechta o'ralgan juftlik kabelini boshqarishi mumkin bo'lsa-da, bu spetsifikatsiyaning bir qismi emas.

Tugatish rezistorlari

Yuqori chastotalar va uzoq masofalar ishtirok etganligi sababli, aloqa liniyalarida yuzaga keladigan ta'sirlarga tegishli e'tibor berilishi kerak. Biroq, ushbu effektlarni batafsil muhokama qilish va to'g'ri moslashtirish usullari ushbu maqola doirasidan tashqarida. Buni hisobga olgan holda, konditsionerlik texnikasi RS-485 bilan bog'liq bo'lgan eng oddiy shaklda qisqacha muhokama qilinadi.

Tugatish rezistori oddiygina rezistor bo'lib, u kabelning o'ta uchida yoki uchida o'rnatiladi (4-rasm). Ideal holda, mos keladigan qarshilikning qarshiligi kabelning xarakterli empedansiga teng.

Shakl 4. Mos keladigan rezistorlar o'ralgan juftlikning xarakterli empedansiga teng qarshilikka ega bo'lishi kerak va kabelning uzoq uchlarida joylashtirilishi kerak.

Agar mos keladigan rezistorlarning qarshiligi kabelning xarakterli empedansiga teng bo'lmasa, aks ettirish sodir bo'ladi, ya'ni. signal kabel orqali qaytib keladi. Bu (Rt-Zo)/(Zo+Rt) tenglamasi bilan tavsiflanadi, bu erda Zo - kabelning qarshiligi va Rt - mos keladigan qarshilik qiymati. Kabel va rezistor tolerantliklari tufayli ba'zi aks ettirish muqarrar bo'lsa-da, katta o'zgarishlar ma'lumotlar xatolariga olib keladigan darajada katta aks ettirishga olib kelishi mumkin. 5-rasmga qarang.

Guruch. 5. Yuqori rasmda ko'rsatilgan sxemadan foydalanib, chapdagi signal MAX3485 120 ohmli o'ralgan juftlik kabelida va 54 ohm tugatish qarshiligida tugatilgan holda olingan. O'ngdagi signal 120 ohm qarshilik yordamida to'g'ri moslashtirilganda olingan.

Shuni yodda tutgan holda, mos keladigan qarshilik va xarakterli impedansning qarshilik qiymatlari iloji boricha yaqin bo'lishini ta'minlash muhimdir. Mos keladigan rezistorning joylashuvi ham juda muhimdir. Tugatish rezistorlari har doim kabelning uzoq uchlariga joylashtirilishi kerak.

Umumiy qoidaga ko'ra, tugatish rezistorlari kabelning har ikki uchida ham joylashtirilishi kerak. Ko'pgina tizim dizaynlari uchun ikkala uchining to'g'ri tugatilishi mutlaqo muhim bo'lsa-da, bitta maxsus holatda faqat bitta tugatish rezistoriga ehtiyoj borligini ta'kidlash mumkin. Bu holat bitta transmitter mavjud bo'lgan tizimda sodir bo'ladi va bu bitta transmitter kabelning uzoq uchida joylashgan. Bunday holda, kabelning uzatuvchi uchiga tugatish rezistorini qo'yishning hojati yo'q, chunki signal har doim o'sha uzatuvchidan tarqaladi.

Tarmoqdagi transmitter va qabul qiluvchilarning maksimal soni

RS-485 ga asoslangan eng oddiy tarmoq bitta uzatuvchi va bitta qabul qiluvchidan iborat. Garchi bir qator ilovalarda foydali bo'lsa-da, RS-485 bir o'ralgan juftlik kabelida bir nechta qabul qiluvchi va uzatuvchiga ruxsat berish orqali ko'proq moslashuvchanlikni taqdim etadi. Ruxsat etilgan maksimal miqdor har bir qurilma tizimni qanchalik yuklashiga bog'liq.

Ideal dunyoda barcha qabul qiluvchilar va faol bo'lmagan transmitterlar cheksiz empedansga ega bo'ladi va tizimni hech qachon yuklamaydi. Biroq, haqiqiy dunyoda bu sodir bo'lmaydi. Tarmoqqa ulangan har bir qabul qiluvchi va barcha faol bo'lmagan transmitterlar yukni oshiradi. RS-485 tarmoq dizayneriga tarmoqqa qancha qurilmalar qo'shilishi mumkinligini aniqlashga yordam berish uchun "birlik yuki" deb nomlangan faraziy birlik yaratildi. RS-485 tarmog'iga ulanadigan barcha qurilmalar ularning ko'paytma nisbati yoki birlik yuk ulushi bilan tavsiflanishi kerak. Ikkita misol, 1 birlik yuk sifatida belgilangan MAX3485 va 1/4 birlik yuk sifatida belgilangan MAX487. O'ralgan juftlik kabelidagi birlik yuklarining maksimal soni (biz 120 ohm yoki undan yuqori xarakterli impedansga ega to'g'ri tugatilgan kabel bilan ishlayotgan bo'lsak) 32 ni tashkil qiladi. Yuqoridagi misollar uchun bu 32 MAX3485 yoki 128 gacha degan ma'noni anglatadi. MAX487.

To'g'ri tarmoqlarga misollar

Yuqoridagi ma'lumotlar bilan qurollangan holda, biz RS-485 asosidagi ba'zi tarmoqlarni loyihalashga tayyormiz. Mana bir necha oddiy misollar.

Bitta uzatuvchi, bitta qabul qiluvchi

Eng oddiy tarmoq bitta uzatuvchi va bitta qabul qiluvchi (6-rasm). Ushbu misolda transmitter tomonidagi kabelda tugatish qarshiligi ko'rsatilgan. Garchi bu erda kerak bo'lmasa ham, ikkala tugatish rezistorlari bilan tarmoqlarni loyihalash yaxshi amaliyotdir. Bu uzatgichni kabelning uzoq uchidan boshqa joylarga ko'chirishga imkon beradi, shuningdek, zarurat tug'ilganda tarmoqqa qo'shimcha transmitterlarni qo'shish imkonini beradi.

Guruch. 6. Bitta uzatuvchi va bitta qabul qiluvchiga ega RS-485 tarmog'i

Bitta uzatuvchi, bir nechta qabul qiluvchi

7-rasmda bitta transmitter va bir nechta qabul qiluvchiga ega tarmoq ko'rsatilgan. Bu erda o'ralgan juftlikdan qabul qiluvchilargacha bo'lgan masofalar imkon qadar qisqa bo'lishi muhimdir.

Guruch. 7. Bitta uzatuvchi va bir nechta qabul qiluvchiga ega RS-485 tarmog'i

Ikki qabul qiluvchi

8-rasmda ikkita qabul qiluvchiga ega tarmoq ko'rsatilgan.

Guruch. 8. Ikki qabul qiluvchiga ega RS-485 tarmog'i

Bir nechta qabul qiluvchilar

8-rasmda bir nechta qabul qiluvchiga ega tarmoq ko'rsatilgan. Yagona uzatuvchi va bir nechta qabul qiluvchi misolida bo'lgani kabi, o'ralgan juftlik kabelidan qabul qiluvchilargacha bo'lgan masofani iloji boricha qisqa tutish muhimdir.

Guruch. 9. Bir nechta qabul qiluvchilar bilan RS-485 tarmog'i

Noto'g'ri tarmoqlarga misollar

Quyida noto'g'ri tuzilgan tizimlarga misollar keltirilgan. Har bir misol noto'g'ri ishlab chiqilgan tarmoqdan olingan to'lqin shaklini to'g'ri ishlab chiqilgan tizimdan olingan to'lqin shakli bilan taqqoslaydi. To'lqin shakli A va B (A-B) nuqtalarida differentsial tarzda o'lchandi.

Mos kelmaydigan tarmoq

Ushbu misolda, o'ralgan juftlikning uchlarida tugatuvchi rezistorlar mavjud emas. Signal manbadan harakatlanayotganda, kabelning oxirida ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Bu empedansning mos kelmasligiga olib keladi va aks ettirishga olib keladi. Ochiq tutashuv holatida (quyida ko'rsatilganidek) barcha energiya manbaga qaytariladi va bu juda buzilgan to'lqin shaklini keltirib chiqaradi.

Guruch. 10. Muvofiqlashtirilmagan RS-485 tarmog'i (yuqorida) va uning natijasida to'lqin shakli (chapda) to'g'ri kelishilgan tarmoqda qabul qilingan signalga nisbatan (o'ngda)

Terminatorni noto'g'ri joylashtirish

11-rasmda tugatish qarshiligi mavjud, ammo uning joylashuvi kabelning uzoq uchidan farq qiladi. Signal manbadan tarqalayotganda, u ikkita impedans mos kelmasligiga duch keladi. Birinchisi mos keladigan rezistorda topilgan. Qarshilik kabelning xarakterli empedansiga mos keladigan bo'lsa ham, qarshilik orqasida hali ham kabel mavjud. Ushbu qo'shimcha kabel mos kelmasligi va shuning uchun signalni aks ettirishga olib keladi. Ikkinchi nomuvofiqlik, mos kelmaydigan kabelning oxiri, qo'shimcha aks ettirishga olib keladi.

Guruch. 11. RS-485 tarmog'i noto'g'ri joylashtirilgan tugatish qarshiligi (yuqorida) va uning to'lqin shakli (chapda) to'g'ri tugatilgan tarmoqda qabul qilingan signalga nisbatan (o'ngda)

Kompozit kabellar

12-rasmda bir nechta o'zaro bog'lanish muammolari mavjud. Birinchi muammo shundaki, RS-485 drayverlari faqat bitta to'g'ri tugatilgan o'ralgan juft kabelni boshqarish uchun mo'ljallangan. Bu erda har bir transmitter to'rtta parallel o'ralgan juftlikni boshqaradi. Bu shuni anglatadiki, kerakli minimal mantiqiy darajalarni kafolatlab bo'lmaydi. Og'ir yukdan tashqari, bir nechta kabellar ulangan nuqtada impedans mos kelmasligi mavjud. Empedansning mos kelmasligi yana bir bor aks ettirishni va natijada signalning buzilishini anglatadi.

Guruch. 12. RS-485 tarmog'i noto'g'ri bir nechta o'ralgan juftlikdan foydalangan holda

Uzoq teginishlar

13-rasmda kabel to'g'ri moslashtirilgan va transmitter faqat bitta o'ralgan juftlikka yuklangan; ammo, qabul qiluvchining ulanish nuqtasi (stub)dagi sim segmenti haddan tashqari uzun. Uzoq teginishlar impedansning sezilarli mos kelmasligiga va shuning uchun signalni aks ettirishga olib keladi. Barcha kranlar imkon qadar qisqa bo'lishi kerak.

Guruch. 13. RS-485 tarmog'i 3 metrli kran yordamida (yuqorida) va uning hosil bo'lgan signali (chapda) qisqa teginish bilan qabul qilingan signalga nisbatan.

RS-485 liniyasining maksimal mumkin bo'lgan diapazoni asosan kabelning xususiyatlari va ish joyidagi elektromagnit muhit bilan belgilanadi. Yadro diametri bo'lgan kabeldan foydalanilganda

0,5 mm (kesim taxminan 0,2 m²) RS-485 liniyasi uzunligi - 1200 m dan oshmasligi kerak,

0,5 kv.m tasavvurlar bilan. mm - 3000 m dan oshmasligi kerak.

Yadro kesimi 0,2 kvadrat metrdan kam bo'lgan kabeldan foydalanish. mm kiruvchi.

Agar RS-485 liniyasi uzun bo'lsa (100 m dan), o'ralgan juftlikdan foydalanish majburiydir.

Qurilmalarni RS-485 interfeysiga ulash uchun qurilmalarning "A" va "B" kontaktlarini mos ravishda interfeysning A va B liniyalariga ulash kerak. RS-485 interfeysi qurilmalar o'rtasida "avtobus" tipidagi ulanishdan foydalanishni o'z ichiga oladi, bunda barcha qurilmalar interfeys orqali ikkala uchida mos keladigan rezistorlar bilan mos keladigan bir juft simlar (A va B chiziqlari) orqali ulanganda (1-rasm).

Shakl 1. Qurilmalarni RS-485 magistral interfeysiga ulash sxemasi

Mos kelish uchun 620 Ohm qarshilikka ega rezistorlar qo'llaniladi, ular chiziqdagi birinchi va oxirgi qurilmalarga o'rnatiladi. Aksariyat qurilmalarda o'rnatilgan mos keladigan rezistor mavjud bo'lib, ular qurilma platasiga jumper ("jumper") o'rnatish orqali qatorga kiritilishi mumkin. Jumperlar etkazib berish holatida o'rnatilganligi sababli, ular RS-485 liniyasidagi birinchi va oxirgi qurilmalardan tashqari barcha qurilmalarda olib tashlanishi kerak. S2000-PI repetitor konvertorlarida har bir (izolyatsiyalangan va izolyatsiyalanmagan) RS-485 chiqishi uchun mos keladigan qarshilik kalitlar orqali yoqiladi. "S2000-K" va "S2000-KS" qurilmalarida o'rnatilgan mos keladigan qarshilik va uni ulash uchun o'tish moslamasi mavjud emas. Agar ushbu turdagi qurilma RS-485 liniyasida birinchi yoki oxirgi bo'lsa, "A" va "B" terminallari o'rtasida 620 Ohm qarshilik o'rnatish kerak. Ushbu rezistor qurilma bilan birga keladi. "S2000M" ("S2000") masofadan boshqarish pulti RS-485 liniyasining istalgan joyiga o'rnatilishi mumkin. Agar u chiziqdagi birinchi yoki oxirgi qurilma bo'lsa, "A" va "B" terminallari orasiga 620 Ohm tugatuvchi qarshilik (etkazib berish tarkibiga kiradi) o'rnatiladi. RS-485 liniyasidagi filiallar istalmagan, chunki ular chiziqdagi signal buzilishini kuchaytiradi, ammo qisqa novdalar uchun (50 metrdan ko'p bo'lmagan) amalda maqbuldir. Tugatish rezistorlari alohida filiallarga o'rnatilmagan. 2-rasmda ko'rsatilganidek, S2000-PI takrorlagichlari yordamida uzun novdalar qilish tavsiya etiladi.

Rasm 2. Repetitorlar yordamida yulduz topologiyasi bilan RS-485 tarmog'ini qurish

Shakl 3. Interfeys takrorlagichlari yordamida RS-485 liniyasining uzunligini oshirish

Masalan, "S2000-PI" galvanik izolyatsiyali interfeyslarning konvertor-takrorlagichi chiziq uzunligini maksimal 1500 m ga oshirishga imkon beradi, galvanik izolyatsiyani ta'minlaydi chiziq segmentlari orasidagi va RS-485 interfeysining qisqa tutashgan segmentlarini avtomatik ravishda uzib qo'yadi.

RS-485 liniyasining har bir ajratilgan segmenti har ikki tomondan - boshida va oxirida mos kelishi kerak. RS-485 liniyasining har bir segmentiga mos keladigan rezistorlarni kiritishga e'tibor qaratishingiz kerak: ular qurilmalardagi jumperlar bilan emas, balki S2000-PI takrorlagichlaridagi kalitlar orqali yoqilishi kerak, chunki kalitlar nafaqat mos keladigan rezistorni ulaydi. , balki RS-485 liniyasiga ushbu takrorlagichlarning to'g'ri ishlashi uchun zarur bo'lgan kuchlanish kuchlanishini chiqaradi. Diqqat! Izolyatsiya qilingan chiziq segmentlarining "0V" sxemalari bir-biri bilan birlashtirilmaydi. Bundan tashqari, umumiy quvvat davrlari orqali galvanik ulanishni oldini olish uchun ajratilgan qurilmalarni umumiy quvvat manbaidan quvvatlantirish mumkin emas.
S2000-PI takrorlagichlaridan foydalanib, yulduz topologiyasini qurish uchun asosiy RS-485 magistralidan uzun novdalar yasashingiz mumkin. Bunday holda, 2-rasmda ko'rsatilganidek, filial qilingan segment va filiallarning har biri mos kelishi kerak. "S2000-PI" da mos keladigan rezistorlar o'rnatilishi kerakligiga alohida e'tibor qaratish lozim. kalitlari orqali.
Quyidagi ma'lumotlar Bolid texnik yordami tomonidan yozishmalar paytida taqdim etildi.
Agar masofadan boshqarish pultining o'zi yo'qolsa, "RS-232 orqali javob berishdan oldin pauza" parametrini 2 ga oshirish uchun masofadan boshqarish pultidagi rs-485settings dasturidan foydalanishni tavsiya etamiz.
Agar "S2000-2" qurilmasi yo'qolgan bo'lsa, lekin masofadan boshqarish pulti ko'rinadigan bo'lsa, biz R=620 Ohm oxiri rezistorlari to'g'ri o'rnatilganligini va "0V" qurilmalari ulanganligini tekshirishni tavsiya qilamiz. "S2000" masofadan boshqarish pultidan tashqari barcha qurilmalarda mos keladigan o'tish moslamasi qurilma platasiga o'rnatilgan bo'lsa, mos keladigan qarshilik ulanadi. Tugatish rezistorlari birinchi va oxirgi qurilmalarga joylashtirilishi kerak.
Agar interfeysning barcha talablari bajarilsa, muammoning sababi RS485 liniyalaridan birining uzilishi ("A" yoki "B") yoki "0 V" ga qisqa tutashuv, qurilma signalizatsiya zanjiri yoki tuproqli sirt bo'lishi mumkin. (masalan, simi qisilgan metall eshik ramkasi tufayli. RS-485 liniyalaridan birining uzilishi barcha qurilmalar bilan aloqaning yo'qolishiga olib kelishi shart emas, agar qurilmalarning "0 V" sxemalari va "S2000-PI" ” birlashtiriladi va RS-485 liniyasi qisqa. Ammo bu holda signal darajalari - RS-485 signallari qabul qiluvchi tomonidan ularning to'g'ri tan olinishini kafolatlaydigan diapazondan tashqarida bo'ladi. "0 V" ga qisqa tutashuvda ham sodir bo'lishi mumkin. himoya diodining buzilishi natijasida (katta ruxsat etilgan impuls quvvatining tarqalishiga ega zener diodi) yoki ishlab chiqarishdagi nuqson tufayli, masalan, himoya diyotini noto'g'ri o'rnatish natijasida har qanday qurilmalarning himoya zanjirlari. polarite.Bunday qurilma nafaqat o'zi RS-485 orqali masofadan boshqarish pulti bilan aloqa qilishda muammolarga duch kelishi mumkin, balki izolyatsiya qilingan filialning barcha qurilmalariga ham xalaqit berishi mumkin.
Boshlash uchun, chiziqda uzilish yoki qisqa tutashuv yo'qligi yoki RS-485 qurilmasining chiqishi "0 V" ga yo'qligiga ishonch hosil qilish uchun siz tester bilan chiziqni qo'ng'iroq qilishingiz mumkin. Qurilmalarning "A" va "B" chiqishlarini sinovdan o'tkazayotganda, himoya qilish uchun ushbu chiqishlar himoya diodlar bilan chetlab o'tilganligini, katodni himoyalangan chiqishga va anodni "0 V" ga ulanganligini yodda tutishingiz kerak. Shuning uchun, ishlaydigan qurilmada to'g'ridan-to'g'ri qutblilikda (sinovchining musbat probi chiqishga, manfiy zond - "0 V" ga ulangan), chiqishlar jiringlamasligi kerak, lekin teskari qutbli (salbiy probi). sinov qurilmasi chiqishga ulangan), o'lchash kuchlanishining qiymatiga qarab, sinovchi diodda to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish pasayishiga mos keladigan past qarshilikni ko'rsatishi mumkin (ya'ni taxminan 0,6 - 0,7 V). Agar chiqish har qanday polaritda 0 V da jiringlasa, bu himoya diyotining "payvandlanishi" ni ko'rsatadi. Agar chiqish halqalari ko'rsatilganidan farqli polaritda bo'lsa, bu ishlab chiqarish nuqsonini ko'rsatishi mumkin (himoya diyotining noto'g'ri o'rnatilishi).
Shuningdek, biz sizning e'tiboringizni qurilmalarning yangi versiyalarida RS-485 himoya zanjirlarining sxemasi o'zgartirilganligiga qaratamiz (masalan, Signals-20P uchun - 2.04 versiyasidan boshlab). "Yangi" xizmat ko'rsatadigan himoya zanjirlari to'g'ridan-to'g'ri yoki teskari polaritda jiringlamaydi. MUHIM: kontaktlarning zanglashiga olib borish sxemalari DIODE TEST REJIMIDA tester bilan tekshirilishi kerak. Qarshilikni o'lchash rejimida ko'plab sinovchilarda o'lchash kuchlanishi dioddagi to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishning pasayishidan kamroq, shuning uchun yangi himoya zanjirlarini sinovdan o'tkazishda ishlaydigan himoya zanjiri noto'g'ri bo'lganidan ozgina farq qilishi mumkin (har ikkala holatda ham sinovchi bir necha o'nlab kOhm tartibdagi qarshilikni ko'rsating). Ikkala qutbdagi "0 V" ga nisbatan "A" va "B" zanjirlarining uzluksizligini tekshirishdan tashqari, "A" va "B" (yuk qarshiligini o'z ichiga olgan jumper) o'rtasida o'xshash o'lchovni amalga oshirish mantiqan. RS-485 liniyasini olib tashlash kerak).

Ushbu sxemalar hech qanday o'lchov polaritesida jiringlamasligi kerak ("yangi" himoya davrlari uchun).

Aniqroq xulosalar RS-485 liniyasidagi signalni osiloskop yordamida tekshirish orqali amalga oshirilishi mumkin. Qurilmaning RS-485 kirishi va masofadan boshqarish pulti yaqinidagi "A" va "B" qatorlari orasidagi signal o'lchanadi. Osiloskop zondi "A" chizig'iga, umumiy - "B" liniyasiga o'rnatilgan (bu erda ehtiyot bo'lishingiz kerak, chunki ba'zi osiloskoplarda vilkaning yerga ulagichi orqali erga ulangan "umumiy" kirish mavjud, bu buzilishlarni keltirib chiqarishi mumkin. yoki shovqin, ayniqsa tizimda boshqa topraklama nuqtalari mavjud bo'lsa). Bipolyar impulslar osiloskopda ko'rinishi kerak. Transmissiya "1" musbat polaritga mos keladi, uzatish "0" - salbiy polarite. Uzatilgan axborotning bir bitining uzunligi taxminan 0,1 ms ni tashkil qiladi. Ishonchli qabul qilish sharti quyidagicha: qabul qiluvchining kirishidagi kuchlanish 0,2 V dan ortiq bo'lsa, "1" qabul qilinadi, -0,2 V dan kam bo'lsa, "0" qabul qilinadi. Agar kuchlanish -0,2 dan 0,2 V gacha bo'lgan oraliqda bo'lsa, natija aniqlanmaydi va RS-485 funksionalligi kafolatlanmaydi. Shuning uchun, osiloskop yordamida siz "0" va "1" signallarining darajasini o'lchashingiz va ular belgilangan shartlarga javob berishiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Masofadan boshqarish pulti chiqishida "1" signal kuchlanishi odatda +4 V ni tashkil qiladi, "0" kuchlanishi taxminan -4 V ni tashkil qiladi. "S2000-PI" chiqishida "0" ni uzatishda kuchlanish ham bo'ladi. taxminan -4 V bo'lishi kerak va "1" uzatishda - bitta 620 Ohm terminal qarshiligi yoqilgan holda taxminan + 0,4 V va ikkita terminal rezistor bilan taxminan 0,22 V. "0" dan "1" ga o'tishda "S2000-PI" kuchlanish qiymati taxminan +4 V bo'lgan qisqa (taxminan 0,03 ms) impuls hosil qiladi. Agar signal 0 V dan -4 V gacha bo'lsa yoki dan + 4 V (yoki "S2000-PI" uchun +0,2 V) dan 0 V gacha, biz RS-485 liniyalaridan biri "0 V" pallasida qisqa tutashtirilgan degan xulosaga kelishimiz mumkin.

RS-485 interfeysi barcha qurilmalar bir juft simlar (A va B liniyalari) bilan interfeys orqali ulanganda, qurilmalar o'rtasida "avtobus" tipidagi ulanishdan foydalanishni o'z ichiga oladi. Aloqa liniyasi har ikki uchida liniyaning oxiri rezistorlari bilan tugatilishi kerak

RS-485 liniyasining maksimal mumkin bo'lgan uzunligi asosan kabelning xususiyatlari va ish joyidagi elektromagnit muhit bilan belgilanadi. Yadro diametri 0,5 mm (taxminan 0,2 kv. mm tasavvurlar) bo'lgan kabeldan foydalanilganda, RS-485 liniyasining tavsiya etilgan uzunligi 1200 m dan ortiq bo'lmagan, 0,5 kv.mm kesma bilan. mm - 3000 m dan ko'p bo'lmagan yadro kesimi 0,2 kv dan kam bo'lgan kabeldan foydalanish. mm kiruvchi. Chiziqning elektromagnit parazitlarga ta'sirchanligini kamaytirish, shuningdek, radiatsiyaviy shovqin darajasini pasaytirish uchun o'ralgan juft kabeldan foydalanish tavsiya etiladi. RS-485 liniyasining uzunligi 100 m dan ortiq bo'lsa, o'ralgan juftlikdan foydalanish majburiydir.
Qurilmalarni RS-485 interfeysiga ulash uchun qurilmalarning "A" va "B" kontaktlarini mos ravishda interfeysning A va B liniyalariga ulash kerak.

Mos kelish uchun 620 Ohm qarshilikka ega rezistorlar qo'llaniladi, ular chiziqdagi birinchi va oxirgi qurilmalarga o'rnatiladi. Aksariyat qurilmalarda o'rnatilgan mos keladigan rezistor mavjud bo'lib, ular qurilma platasiga jumper ("jumper") o'rnatish orqali qatorga kiritilishi mumkin. Jumperlar etkazib berish holatida o'rnatilganligi sababli, ular RS-485 liniyasidagi birinchi va oxirgi qurilmalardan tashqari barcha qurilmalarda olib tashlanishi kerak. S2000-PI repetitor konvertorlarida har bir (izolyatsiyalangan va izolyatsiyalanmagan) RS-485 chiqishi uchun mos keladigan qarshilik kalitlar orqali yoqiladi. S2000-K va S2000-KS qurilmalarida o'rnatilgan mos keladigan qarshilik yoki ulanish uchun o'tish moslamasi mavjud emas. Agar ushbu turdagi qurilma RS-485 liniyasida birinchi yoki oxirgi bo'lsa, "A" va "B" terminallari o'rtasida 620 Ohm qarshilik o'rnatish kerak. Ushbu rezistor qurilma bilan birga keladi. "S2000M" ("S2000") masofadan boshqarish pulti RS-485 liniyasining istalgan joyiga o'rnatilishi mumkin. Agar u chiziqdagi birinchi yoki oxirgi qurilma bo'lsa, "A" va "B" terminallari orasiga 620 Ohm tugatuvchi qarshilik (etkazib berish tarkibiga kiradi) o'rnatiladi.

Aloqa liniyasining uzunligini oshirish uchun RS-485 interfeysi takrorlagichlari uzatish yo'nalishini avtomatik almashtirish bilan ishlatilishi mumkin (rasmga qarang).

Masalan, "S2000-PI" galvanik izolyatsiyali interfeyslarni takrorlovchi-konvertori chiziq uzunligini maksimal 1500 m ga oshirishga imkon beradi, chiziq segmentlari orasidagi galvanik izolyatsiyani ta'minlaydi va RS-485 ning qisqa tutashgan segmentlarini avtomatik ravishda o'chiradi. interfeys. Har bir izolyatsiya qilingan RS-485 chiziq segmenti har ikki tomonda - boshida va oxirida mos kelishi kerak. RS-485 liniyasining har bir segmentiga mos keladigan rezistorlarni kiritishga e'tibor qaratishingiz kerak: ular qurilmalardagi o'tish moslamalari bilan emas, balki S2000-PI takrorlagichlaridagi kalitlar orqali yoqilishi kerak, chunki kalitlar nafaqat mos keladigan rezistorni bog'laydi. , shuningdek, bu takrorlagichlarning to'g'ri ishlashi uchun zarur bo'lgan RS 485 liniyasi ofsetiga chiqish kuchlanishi.

DIQQAT! Izolyatsiya qilingan chiziq segmentlarining "0 V" sxemalari bir-biri bilan birlashtirilmaydi. Bundan tashqari, umumiy quvvat davrlari orqali galvanik ulanishni oldini olish uchun ajratilgan qurilmalarni umumiy quvvat manbaidan quvvatlantirish mumkin emas.

S2000-PI takrorlagichlaridan foydalanib, yulduz topologiyasini qurish uchun asosiy RS-485 magistralidan uzun shoxchalar yasashingiz mumkin. Bunday holda, novda qilingan segment ham, shoxlarning har biri rasmda ko'rsatilganidek, izchil bo'lishi kerak. 83. "S2000-PI" da mos keladigan rezistorlar kalitlarga o'rnatilishi kerakligiga alohida e'tibor qaratish lozim.

RS-485 liniyasidagi novdalar istalmagan, chunki ular chiziqdagi signal buzilishlarini oshiradi, ammo qisqa novdalar uchun (50 m dan ortiq bo'lmagan) amalda maqbuldir. Tugatish rezistorlari alohida filiallarga o'rnatilmagan. Rasmda ko'rsatilganidek, S2000-PI takrorlagichlari yordamida uzun novdalar qilish tavsiya etiladi.

Bir xil RS-485 liniyasiga ulangan konsol va qurilmalar turli quvvat manbalaridan quvvatlanadigan taqsimlangan tizimda barcha qurilmalar va konsolning "0 V" davrlarini ularning potentsiallarini tenglashtirish uchun birlashtirish kerak. Ushbu talabga rioya qilmaslik masofadan boshqarish pulti va qurilmalar o'rtasida beqaror aloqaga olib kelishi mumkin. Bir nechta o'ralgan simli simli kabeldan foydalanilganda, potentsial tenglashtirish davri uchun bepul juftlikdan foydalanish mumkin. Qalqon tuproqli bo'lmagan taqdirda, bu maqsadda himoyalangan o'ralgan juft qalqondan foydalanishga ruxsat beriladi. Qurilmalar va masofadan boshqarish pultini RS-485 liniyasiga ulash diagrammasi rasmda ko'rsatilgan.
Jiddiy elektromagnit muhitga ega bo'lgan ob'ektlarda RS-485 liniyasi uchun ekranlangan o'ralgan juftlik kabelidan foydalanish mumkin. Himoyalangan kabeldan foydalanganda maksimal aloqa diapazoni ekranlangan kabelning yuqori sig'imi tufayli qisqaroq bo'lishi mumkin. Kabel qalqoni faqat bir nuqtada tuproqli bo'lishi kerak

Ba'zan Orion tizimining axborot protokolini Ethernet lokal tarmog'i orqali uzatish zarurati tug'iladi. Ushbu muammoning yechimlaridan biri S2000-Ethernet interfeysi konvertorlaridan foydalanishdir.

Konvertordan foydalanganda ikkita ish rejimi mavjud:

• Shaffof rejim. Ma'lumotlarni RS-232 yoki RS-485 interfeysidan Ethernetga va orqaga o'tkazadi. Orion tizimining bir qismi sifatida (Orion va Orion Pro protokoli) va boshqa tizimlarning bir qismi sifatida foydalanish uchun mo'ljallangan;
• Hodisalarni saqlash rejimi. Orion tizimining qurilmalari o'rtasidagi almashish tezligini oshirish va mahalliy tarmoq orqali uzatiladigan ma'lumotlar hajmini kamaytirishni ta'minlaydi. Rejim faqat Orion almashinuv protokoliga ega tizimda qo'llaniladi.

Nuqtadan ko'p nuqtaga topologiyadan foydalanilganda, mijoz tomonida 8 tagacha S2000-Ethernet so'rovchi tomonida bitta S2000-Ethernetga ulanishi mumkin.

"S2000-Ethernet" ni "S2000M" bilan ishlatishning blok diagrammasi

Masofaviy qurilmalarni optik tolali liniya orqali tarmoq boshqaruvchisiga ulash uchun ikkita "RS-FX-MM" (ko'p rejimli optik tolali liniyalar uchun) yoki "RS-FX-SM40" (bir rejimli optik tolali liniyalar uchun) ikkita konvertor ishlatiladi. : biri tarmoq boshqaruvchisi tomonida, ikkinchisi tarmoq boshqaruvchisi tomonida.Orion tizimining masofaviy asboblari tomonida.

Bolid kompaniyasi ISO standartlari bo'yicha sertifikatlangan optik tolali aloqa liniyalariga ISO Orion axborot interfeyslarining konvertorlarini yetkazib beradi, ular boshqa narsalar qatori signalizatsiya tizimlari va yong'in avtomatikalarida ham qo'llanilishi mumkin. RS-FX-MM konvertori uchun ma'lumotlarni uzatishning maksimal uzunligi 2 km, RS-FX-SM40 konvertori uchun - 40 km. Optik tolali konvertorlar yordamida RS-485 interfeysi orqali qurilmalarni ulash diagrammasi rasmda ko'rsatilgan.

Bir qator hollarda, Orion tizimining axborot protokolini radiokanal orqali uzatish zarurati tug'iladi. Ushbu tarmoqning asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

• uchqun-portlash xavfsizligi;
• kabellarni yotqizishga hojat yo'q.

Ushbu muammoni hal qilish uchun siz "S2000-RPI" (chastota 2,4 GGts) va "Nevod-5" (433,92 MGts) radio modemlaridan foydalanishingiz mumkin.

"S2000-RPI" interfeyslarining radiokanal takrorlagichi (bundan buyon matnda RPI deb yuritiladi) radiokanal orqali turli jihozlarni (RS-232/RS-485 interfeysi bilan) ulash va RS-232/RS-dan ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi. 2405 dan 2483,5 MGts gacha bo'lgan chastota diapazonida 485 ta interfeys. Orion tizimining bir qismi sifatida ham, paketli ma'lumotlarni uzatishdan foydalanadigan boshqa tizimlarning bir qismi sifatida foydalanish uchun mo'ljallangan. "Nuqtadan nuqtaga" va "Nuqtadan nuqtaga" topologiyalari va paketlarni uzatish bilan radio tarmoqlarida ishlashni qo'llab-quvvatlaydi. Uning ikkita versiyasi mavjud: "S2000-RPI" - tashqi antennaga ega va "S2000-RPI isp. 01" - tashqi antennasiz.

Ko'rish chizig'idagi ikkita FIR o'rtasidagi radiokanalning uzunligi:

10 mVt quvvatda:

• "S2000-RPI" - 200 m gacha (standart antenna bilan);
• “S2000-RPI isp. 01" - 150 m gacha;

100 mVt quvvatda:

• "S2000-RPI" - 600 m gacha (standart antenna bilan);
• “S2000-RPI isp. 01" - 350 m gacha.

RPI ning ikkita ishlashi mumkin:

• Kutish rejimi. RS-232 yoki RS-485 interfeysidan ma'lumotlarni radiokanalga va orqaga uzatadi;
• Relay rejimi. Tanlangan simli interfeysga ma'lumotni bir vaqtning o'zida chiqarish bilan radiokanalda qabul qiladi va uzatadi (paketlarni o'tkazadi).

FIR-dan foydalanadigan tizimning xususiyatlari:

• Radioeshittirishning holati, radio shovqinlarning texnologik manbalarining mavjudligi va tabiiy shovqinlar ehtimolini hisobga olish kerak;
• Ichki antennaga ega FIR uchun signal darajasi eng yuqori bo'lgan joyni tanlash kerak.

Quyidagi misollarda tizim shaxsiy kompyuter bilan yoki kompyutersiz ishlashi mumkin.

Nuqtadan nuqtaga ulanish

Nuqtadan ko'p nuqtaga ulanish

"Nuqtadan nuqtaga" topologiyasidan foydalanilganda, mijoz tomonida 6 tagacha "S2000-RPI" server tomonidagi bitta "S2000-RPI" ga ulanishi mumkin.

RPI ning radiokanal orqali paketli reley rejimida ishlashi

RS-485 interfeysi orqali 1-sonli RPI tomonidan olingan ma'lumotlar radiokanal orqali eshittirish paketida uzatiladi. Paket 2...4-sonli RPI radiokanali orqali qabul qilinganda, u RS-485 interfeysi orqali Orion tizim qurilmalariga beriladi. 3-sonli FIR "Relay" rejimida bo'lib, qabul qilingan paketni radiokanal orqali FIR No 4 ga va RS-485 interfeysi orqali Orion tizimining qurilmalariga uzatadi.

Bolid kompaniyasi mutaxassislari 433,92 ± 0,2% MGts chastotada ishlaydigan Geolink Electronics (keyingi o'rinlarda Nevod-5 deb yuritiladi) tomonidan ishlab chiqarilgan Nevod-5 radiomodemlari yordamida Orion tizimini sinovdan o'tkazdilar.

Nuqtadan ko'p nuqtaga ulanish

Nuqtadan ko'p nuqtaga topologiyadan foydalanilganda, mijoz tomonidagi Nevod-5 soni faqat tizimning kerakli tezligi bilan cheklanadi.

Takrorlaymizki, keyingi misollarda tizim kompyuter bilan ham, kompyutersiz ham ishlashi mumkin.

Radiokanal orqali paketli reley rejimida ishlash

Nevod-5 radio modemlaridan foydalangan holda tizimning xususiyatlari:

• 433,92 MGts chastotali to'lqin uchun standart antennalardan foydalanganda transmitterlar bir-biridan 6 metrdan yaqinroq joylashishi mumkin emas.
• Radioeshittirishning holati, radio shovqinlarning texnologik manbalarining mavjudligi va tabiiy shovqin ehtimoli hisobga olinishi kerak.

Xavfsizlik tizimlari va kirishni boshqarish tizimlari uchun "S2000M" masofadan boshqarish pultisiz sxemalarni qurish mumkin, "S2000-Ethernet" esa interfeysni uzatishdan tashqari, RS-232 interfeysini RS-485 ga o'zgartiradi.
RS-FX-MM va RS-FX-SM40 konvertorlarini ushbu rejimda ishlatib bo'lmaydi.

Agar RS-485 interfeysi segmentlari uchun havo yotqizish ishlatilsa, "BZL" chiziqli himoya birliklaridan foydalanish kerak.

Interfeys segmentlarini galvanik izolyatsiya qilish uchun S2000-PI takrorlagichlaridan foydalanish tavsiya etiladi. Bunday holda, S2000-PI dan oldin va keyin ulangan qurilmalarning quvvat manbai turli quvvat manbalaridan ta'minlanishi kerak. Ushbu qurilmalarning "0V" avtobuslari birlashtirilmasligi kerak. 3 ta binodan iborat ob'ekt misolida tavsiya etilgan sxema rasmda ko'rsatilgan.

Keling, rs 485 protokoli yordamida chastota o'zgartirgichni qanday boshqarishni ko'rib chiqamiz.Shpindelni boshqarishni avtomatik holga keltiramiz. Buning uchun bizda:

1. ET65A-800W shpindelli torna.
2. Schneider Electric Altivar 71 dan chastota konvertori.
3. RS232/RS485 interfeysi modernizatori.
4. Mach3 v.3.042.029.

Avval Mac konfiguratsiyasini qilamiz:

1. Tegishli katakchani belgilab, ModBus orqali ishlashga ruxsat beramiz.

1. Pastki menyudagi shpindel sozlamalarida keraksiz tasdiq belgilarini olib tashlang.

1. Umumiy conf menyusiga ishga tushirish qatorini qo'shing.
2. Ishlash uchun chastota konvertorida ikkita registr kerak - CMD boshqaruvi va registr bilan sozlash. Buni qulayroq qilish uchun biz vosita tezligini belgilangan nuqtadan foydalanib tanlaymiz.

Ovoz berish konfiguratsiyasini amalga oshirish:

Birlashtiruvchi elementlar 19200 8-N-1. 10 gerts diagrammasida skanerlash. Ulanishda o'z-o'zini diagnostika qilish va chastotani aylantirish uchun so'rov o'tkazish kerak. Agar tarmoq trafigi belgilangan tanaffus davomida to'xtab qolsa, chastota generatori xatolik hosil qiladi.

VBA skriptlarini tuzatish:

M3
SetModOutput(0,&H0006)
SetModOutput(1,0)
DoSpinCW()
SetModOutput(0,&H000F)

M4
SetModOutput(0,&H0006)
SetModOutput(1,0)
DoSpinCCW()
SetModOutput(0,&H000F)

SetModOutput(0,&H0006)
SetModOutput(1,&H0000)
DoSpinStop()

rpm = GetRPM()
SetSpinSpeed ​​(rpm)
SetModOutput(1,rpm)

Postprotsessorni tuzatish:

@start_tool
if only_xyz eq false
agar tool_direction eq CW keyin
mkod = 4
boshqa; CCW
mkod = 3
endif

@gen_nb ga qo'ng'iroq qiling
; (‘S’spin:integer_def_f, ‘M’mcode)
('M'mkod)
@gen_nb ga qo'ng'iroq qiling
('S'spin: integer_def_f)
@gen_nb ga qo'ng'iroq qiling
('M8')
endif
endp
Biz SolidWorks/SolidCAM kombinatsiyasidan foydalanib ishlaymiz.
Ushbu boshqaruv usuli afzalliklarga ega va PWM konvertorlaridan farq qiladi:
— agar shpindel tezligi nolga teng bo'lsa, u holda vosita o'chirilishi kafolatlanadi;
— boshqaruv dasturi chastota konvertori bilan axborot almashish imkoniyatiga ega;
— dvigatelning haqiqiy tezligi chastotali haydovchining ko'rsatmalari bilan izohlanadi;
— uzoq masofali aloqa liniyasida shovqinlarga yaxshi moslashish (bir kilometrgacha) ajralib turadi.

RS-485 protokoli yordamida chastota konvertorini boshqarish haqida ko'proq o'qing.

RS-485 tuproq va signal bilan o'ralgan juft qalqondan foydalanadi. Signal zamini talab qilinadi, lekin mantiqda chiziq holatini hisoblash uchun foydalanilmaydi. Balanslangan chiziqli drayverni kaliti qurilmaning chiqish monitorlarini boshqarish uchun ishlatiladigan "Enable" kirish signaliga ega. Agar "Enable" signali o'chirilgan bo'lsa, bu qurilmaning chiziqdan uzilganligini bildiradi va bu holatda qurilma har doim "tristat" deb ataladi (ya'ni uchinchi holat, ikkilik 1 va 0 bilan birga).

RS-485-dagi standart qiymat faqat 32 uzatish va qabul qilish juftligini tashkil etadi, ammo ishlab chiqaruvchilar RS-485 protokolining imkoniyatlarini oshirdilar, shuning uchun endi u bitta liniyada 128 dan 255 tagacha qurilmalarni qo'llab-quvvatlaydi; takrorlagichlardan foydalanganda siz ko'paytirishingiz mumkin. RS-485/RS-422 juda ko'p. Agar siz RS-485 dan foydalanishingiz mumkin bo'lsa va uzun sim yoki juda ko'p sonli qurilmalar bo'lsa, siz RS-485 protokoliga ega qurilmalarga o'rnatilgan terminatorlardan foydalanishingiz kerak, ammo qisqa sim bilan foydalanishda aloqada sezilarli darajada yomonlashuv mavjud. terminatorlar.

Shuningdek, RS-485 uchun reyting 2 simli RS-485 kabi ekranli ikki simli o'ralgan juftlikdan foydalanishni aniqlaydi, ammo to'rt simli o'ralgan juftlik (4 simli RS-485) ham ishlatiladi. , keyin butun dublet bo'ladi. Bunday holda, bitta tuzilma rahbar (Usta), qolganlari esa qul (qul) sifatida yaratilishi kerak. Keyin ko'plab qul tuzilmalari faqat asosiy tuzilma bilan aloqa qiladi va hech qachon bir-biriga to'g'ridan-to'g'ri hech narsa bermaydi. Bunday hollarda, har doimgidek, RS-422 drayveri etakchi tuzilma sifatida ishlatiladi, chunki RS-422 ni faqat master/slave sifatida ulashga ruxsat beriladi, RS-485 esa tizim narxini pasaytirish uchun qul sifatida ishlab chiqilgan. RS-422 standarti boshidanoq qalqonli to'rt simli o'ralgan juftlik kabelidan foydalanishni nazarda tutadi, lekin faqat bitta dizayndan ikkinchisiga ulanishga imkon beradi (har bir haydovchi uchun 5 tagacha drayver va 10 ta qabul qiluvchi). RS-422 RS-232 yuqori tezlik va uzatish diapazonini ta'minlamaganida RS-232 o'rnini bosish uchun yaratilgan.

RS-422 sof simlardan foydalanadi (ikki juft): biri qabul qilish uchun, biri jo'natish uchun (va boshqasi barcha nazorat/qo'l siqish signallari uchun). RS-485 uchinchi holatga ega ("tristat") va bir juft simdan foydalanishi mumkin, bu tizimning narxini pasaytiradi va shaharlararo aloqani ta'minlaydi. Hozirgi vaqtda RS-422/RS-485 ni RS-232 ga ulash uchun juda ko'p turli xil qurilmalar mavjud va RS-232 ko'pincha kompyuter bilan birlashtirish uchun ishlatiladi (lekin kompyuterga RS-422/RS-485 interfeys kartalari ham mavjud. ), tizimni boshqarish uchun foydalanilgan. RS-422/RS-485 tarmoqlarining murakkab konfiguratsiyasini ta'minlash uchun turli xil qurilmalar (markazlar, takrorlagichlar, kalitlar va boshqalar) ham mavjud, shuning uchun RS-422/RS-485 ko'p imkoniyatlarni yashiradi.

RS-485 tarmoqlarini qanday qilib to'g'ri ulash kerak?

RS-485 axborotni ob'ektlar o'rtasida raqamli ravishda uzatadi. Ma'lumotlar 10 Mbit/s tezlikda uzatilishi mumkin. RS-485 signalni uzoq masofaga uzatish uchun ishlatiladi. RS-485 uchun ma'lumotlarning uzunligi va tezligi turli omillarga bog'liq.

Kabel.

RS-485 balans tizimi sifatida ishlab chiqilgan. Bu shuni anglatadiki, ma'lumotlarni uzatish uchun ikkita sim ishlatiladi.

Guruch. 1. Balans tizimi signalni uzatish uchun ikkita simdan foydalanadi.

Ushbu tizim muvozanatli, chunki ikkala uchidagi ikkita simdagi signal mutlaqo qarama-qarshidir. Rasmga qarang. 2.

Guruch. 2. Ma'lumotlar simlarning har ikki tomonida ham farq qiladi.

RS-485 o'ralgan juftlik simlari bilan ishlatilishi kerak.

Nima uchun ular o'ralgan juft simlardan foydalanadilar?

Bu bir xil uzunlikdagi oddiy simlar juftligi. Ular birga davom etadilar. O'ralgan simli uzatgich yuqori tezlikdagi tarmoq quruvchilar uchun ikkita muammoni kamaytiradi: elektromagnit shovqin va induktsiyali shovqin.

Elektromagnit nurlanish shovqini.

Rasmda ko'rsatilgandek, katta etakchi qirralar bilan impulslardan foydalanilganda, signal yuqori chastotali komponentlarga ega. Bunday qirralar RS-485 ta'minlay oladigan yuqori tezliklar uchun kerak.

Guruch. 3. To‘g‘ri burchakli impulslar.

Katta simli bu jabhalarning yuqori chastotali komponentlari elektromagnit parazitlarning emissiyasiga olib keladi. Balans tizimi o'ralgan juftlik aloqa liniyalaridan foydalanadi, ta'sirni kamaytiradi va emitent keraksiz bo'ladi. Simlardagi ma'lumotlar bir xil, teskari, signallar ham teng va teskari bo'ladi. Bu bitta signalni boshqasiga kamaytirish effektini beradi. Bu elektromagnit nurlanish yo'qligini anglatadi. Lekin bu faqat taxmin. Simlarni birlashtirish simlar orasidagi uzunlik tufayli radiatsiyani neytrallashtiradi.

Elektromagnit induktsiyali shovqin.

Xuddi shu muammo, faqat teskari. RS-485 asosidagi tizimdagi ulanishlar antenna kabi ishlaydi. Ushbu signallar kerakli signallarni buzadi, bu esa ma'lumotlardagi muammolarga olib keladi. Bundan tashqari, shovqinga bog'liqlikni kamaytirishi mumkin. Bir simdagi shovqin ikkinchi simdagi bilan bir xil. U fazali deb ataladi. Ular ikkala simdan shovqinni bostiradi.

To'lqinlar shaklida o'ralgan juft qarshilik.

Bir-biriga bog'langan juftlik ishlab chiqaruvchi tomonidan belgilanadigan to'lqin xususiyatlariga ega. RS-485 rezistor o'lchamining 120 ohm bo'lishini talab qiladi. Ushbu empedans tavsiyasi RS-485 da umumiy rejim kuchlanishlari oralig'idagi eng yomon yukni hisoblash uchun kerak. Spetsifikatsiya moslashuvchanlik uchun bu impedansni bermaydi. Agar 120 ohm kabeldan foydalanish mumkin bo'lmasa, tizimning ishlashini ta'minlash uchun eng yomon yuk holati va eng yomon kuchlanish diapazoni qayta hisoblanishi kerak. Transmitter faqat bitta o'ralgan juftlikni boshqarishi mumkin, boshqasi spetsifikatsiyada ko'zda tutilmagan.

Mos keladigan rezistorlar.

Mos keladigan qarshilik kabelning bir uchida joylashgan oddiy rezistordir. Mos keladigan rezistorning o'lchami to'lqin kabelining qarshiligiga teng.

Guruch. 4. Mos keladigan rezistorlar o'ralgan juftlik bilan bir xil qarshilikka ega.

Ikki rezistorning qiymati to'lqin kabelidan farq qiladigan bo'lsa, aks ettirish bo'ladi, signal qaytib vidalanadi. Mos kelishmovchiliklar ma'lumotlarda xatoliklarni keltirib chiqaradi.

Guruch. 5. MAX3485 dan olingan signal. O'ngdagi signal rezistor bilan mos keladigan tarzda olinadi.

Mos keladigan rezistor va to'lqinlarning o'lchamlarini kattaroq yaqinlashtirish bo'yicha kelishib olish kerak. Kabelning ikkala uchida tugatish rezistorining qayerda o'rnatilishi muhim emas.

An'anaga ko'ra, tugatish rezistorlari kabelning uchlarida joylashgan bo'lsa-da, ko'plab tizim dizaynlari uchun ikkala uchining mos kelishini hal qilish yaxshiroqdir. Bitta holatda faqat bitta rezistor kerak bo'ladi. Bu holat transmitter mavjud bo'lgan tizimda sodir bo'ladi. U kabelning boshqa uchida joylashgan. Kabelning oxiriga uzatuvchi bilan birga qarshilik qo'yishning hojati yo'q, chunki signal undan keladi.

Tarmoqdagi qabul qiluvchilar va transmitterlarning eng ko'p soni.

Oddiy RS-485 tarmog'i qabul qiluvchi va uzatuvchidan iborat. RS-485 moslashuvchanlikni beradi, bu juftlik uchun ko'proq transmitter va qabul qiluvchilarga imkon beradi. Maksimal raqam tizim yukiga bog'liq.

Ideal holda, transmitterlar va qabul qiluvchilar yuqori empedansga ega bo'ladi va tizimni yuklamaydi. Bu, albatta, bunday bo'lishi mumkin emas. Ulangan qabul qilgich yukni oshiradi. RS-485 tarmog'ini ishlab chiquvchisiga tarmoqqa qancha qurilma qo'shilishini aniqlashga yordam berish uchun biz yuklash blokini yaratdik. Bunday dizaynlar ko'paytirgichlar yoki yuklar bilan tavsiflanadi.

Bir vaqtning o'zida qabul qiluvchi va uzatuvchi.

Rezistor simga uzatuvchi tomon mos keladi. Transmitterni simning eng yaqin chetlariga o'tkazishingiz va tarmoqqa uzatgichlarni qo'shishingiz mumkin.

Guruch. 6. RS-485 har birida bitta qabul qiluvchi va bitta uzatuvchi mavjud.

Bir nechta qabul qiluvchi va bitta uzatuvchi.

Bu erda o'ralgan juftlikdan uzunligi minimal bo'lishi juda muhimdir.

Guruch. 7. Bir nechta qabul qiluvchi va bitta uzatuvchi bilan tarmoq.

Noto'g'ri tarmoqlar. Mos kelmaydigan tarmoq.

Keling, ishlab chiqilgan tizimning noto'g'ri tarmog'idan ma'lumotlarning formulasini solishtiraylik. U A va B nuqtalarida o'lchandi. Bu erda mos kelish uchun bir juft rezistorning chetida. Signal manbadan keladi va kabelda kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Bu impedanslarning yo'q qilinishiga, aks ettirishga olib keladi. Ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr zanjirida energiya orqaga oqib, signal buzilishiga olib keladi.

Guruch. 8. Tarmoq mos kelmaydi. Signal shakli to'g'ri emas.

Terminator pozitsiyasi noto'g'ri.

Mos keladigan qarshilik mavjud, lekin u kabelning boshqa uchidan farqli ravishda joylashtirilgan. Signal empedans va uning mos kelmasligiga duch keladi va rezistor orqali ulanadi. Qarshilik kabelning qarshiligiga mos keldi. Qo'shimcha kabel mos kelmaslikka olib keladi va ekranni aks ettiradi. Boshqa nomuvofiqlik - kabelning boshqa uchi.

Guruch. 9. Noto'g'ri joylashtirilgan rezistorli tarmoq, uning signali.

Kompozit kabellar.

Muammo bitta o'ralgan juft kabelni boshqarish uchun mo'ljallangan drayverlarda. Har bir transmitter 4 ta o'ralgan parallel juftlikni boshqara olmaydi. Mantiqiy minimal darajalar kafolatlanmaydi. Katta yuk bilan birga, kabellar ulangan joyda impedansda farq bor. Empedans farqlari signalni aks ettirish va buzilish degan ma'noni anglatadi.

Guruch. 10. Bir nechta juftlik bilan noto'g'ri tarmoq.

Kengaytirilgan kranlar.

Kabel mos keladi, transmitter bitta o'ralgan juftlikka yuklanadi. Qabul qilgichning ulanish nuqtasidagi sim segmenti juda uzun. Katta kranlar katta impedans mos kelmasligi va signalni aks ettiradi. Kranlar eng qisqa uzunlikda amalga oshiriladi.

Guruch. 11. Uch metrli birlashtiruvchi tarmoq va natijada olingan signal kichik birlashtiruvchi signal bilan taqqoslaganda.

Rs485 protokoli orqali boshqaruvni tushunish uchun qanday qadamlar kerak?

1. Dizayn hujjatlarini qidirish. U bosma shaklda chastota generatoriga biriktirilgan va u uchun tegishli. Hujjatlar elektron shaklda diskka biriktirilishi mumkin. Hujjatlarni Internetda topishingiz mumkin.
2. Biz tahrir va versiya raqamlarini topamiz. Bizning maqsadimiz dastur versiyasi.
3. Muayyan so'zlar yordamida hujjatlarni o'rganish.
4. Ulanish kabelining ulanish sxemasini va ulagichning pinoutini qidiring.
5. Modbus registrlarining tavsiflarini qidiring. Bu xotira kartasi. Registrlar o'zgaruvchilar deb ataladi.
6. O'zgaruvchining adreslash turining ta'rifi. Modbusda ikki xil adreslash mavjud: mantiqiy va jismoniy.
7. Qidiruv yo'nalishini belgilash. Bu mas'uliyatli qadamdir.