РС 485 интерфејс: опис

У овом чланку ћемо испитати широко коришћени стандард за индустријске мреже. Ради се о интерфејсу РС 485. Представићемо његов опис, техничке карактеристике, као и поређење са два друга популарна интерфејса - РС 232, РС 422.

Дефиниција концепта

РС 485 интерфејс (кратица за декодирање: препоручени стандард 485) је стандард физичког слоја (електрични и физички медиј за пренос информација) за асинхрони интерфејс (компјутерски чвор дизајниран да комуницира са другим електронским, дигиталним уређајима). Техничка литература садржи и следеће име интерфејса РС 485: Елецтрониц Индустриес Аллианце-485.

Овај стандард регулише електричне параметре вишеструке полудуплексне диференцијалне комуникационе линије (њен тип је "заједничка сабирница"). Данас је интерфејс веома популаран у релевантним областима индустрије. Шта се може разликовати од свега? Она је постала основа за стварање читаве комплексне фамилије индустријских мрежа које се користе у индустријској аутоматизацији.

Сада за двоструко име. РС 485 интерфејс је развијен као резултат сарадње две корпорације: Удружења за индустрију телекомуникација и Удружења електронских индустрија. Претходно, ЕИА је користила ознаку РС за свој развој ("препоручени стандард" на енглеском језику).

Међутим, корпорација је заменила овај префикс са ЕИА / ТИА како би омогућила лако препознавање креатора стандарда. Ипак, многи инжењери радије користе бивше ознаке РС у свом раду, техничким чланцима.

Опис интерфејса

Да би се бавили сучељем претварача РС 485 / РС 232 (потоње ћемо укратко представити у закључку чланка), морате знати основне параметре. Хајде да анализирамо најважније:

• Домет и брзина. Интерфејс може да обезбеди пренос информација брзином до 10 Мбпс. Максимални домет овиси о брзини.
• Број повезаних уређаја. Број уређаја повезаних на једну линију зависи од типа примопредајника који се користи. Један је дизајниран да контролише 32 стандардна типа пријемника.
• Конектори и протоколи. Развијени стандард не стандардизује формате протокола размене и кодова информација. Зашто се често користе претварачи сучеља РС 232 / РС 485? Идентични оквири се користе за пренос бајтова информација: зауставни и стартни битови, битови парности и битови података. У већини система, протоколи ће радити као главни роб. Како ово изгледа? Један од уређаја на аутопуту је изабран водећи. Он покреће размену слањем одговарајућих захтева на славе уређаје. Ови се разликују по логичким адресама.

Интерфаце Тецхно Цхарацтеристицс

РС 485 је један упредени пар жица, који се користи за пријем и пренос података. У неким случајевима, то је праћено заједничком жицом или сондом.

Подаци се овде преносе диференцираним сигналима. Логичка јединица је разлика напона између проводника једне поларности, а нула је разлика напона између проводника друге поларности.

Шта је важно знати о РС 485 разделнику интерфејса? Сам стандард формира само његове електричне и привремене (интерфејс) карактеристике. Међутим, стандард неће специфицирати сљедеће:

• Врсте каблова и конектора.
• Протокол размене
• Различити протоколи квалитета сигнала (нормалан ниво рефлексије и изобличења у дугим цртама).
• Галванска изолација комуникацијске линије.

Карактеристике су привремене и електричне

Ево карактеристика популарног РС 485 индустријског интерфејса који су важни за инжењере:

• У једном сегменту мреже - до 32 примопредајника.
• Најдуже трајање једног сегмента мреже: 1200 метара.
• Само један одашиљач може бити активан у исто вријеме.
• Максимално дозвољен број чворова у мрежи је 256 (узимајући у обзир број трунк појачала).
• Типови примопредајника: потенцијални и диференцијални.
• Промена излазних и улазних напона на линијама А и Б представљена је на следећи начин: Уа (Уб) од -7 В до -12 В (респективно, +7 В до +12 В).

Карактеристике брзине размене података, одређивање дужине целе линије:

• 62.5 Кбпс - 1.2 хиљада метара (користи се једна упредена парица).
• 375 Кбпс - 500 метара (користи се једна упредена парица).
• 500 Кбпс
• 1000 Кбпс
• 2400 Кбпс - 100 метара (користе се два упредена пара).
• 10,000 Кбпс - 10 метара.

Важна напомена за интерфејс РС 485. Стандард дефинише само следеће брзине: 62.5 Кбпс, 2400 Кбпс, 375 Кбпс. За све остале (више од 500 Кбпс), препоручује се употреба уплетених парова са екраном.

Сада се окрећемо захтјевима постављеним за излазни ступањ. Треба да буде извор напона са малим отпором: | У о | = 1.5: 5.0 В (не мање од 1.5 В и не више од 6.0 В). Одавде долази следеће:

• Стање логичког "1": Уа је мањи од Уб - МАРК, ОФФ. За овај случај, хистереза ​​је 200 мВ.
• Стање логичког "0": Уа је веће од Уб - СПАЦЕ, ОН. За овај случај, хистереза ​​је такође 200 мВ. Морам рећи да произвођачи уређаја (возачи, микро-кругови) бирају мање индикаторе - хистерезис од 10 мВ.
• Излазни ступањ мора бити у стању да издржи модове кратког споја, као и да има највећу излазну струју од 259 мА, струјни круг ограничења излазне снаге, брзину повећања излазних сигнала од 1,2 В / μс.

Када се користи РС 485 раздвајач интерфејса, такође је важно да будете свесни захтева одређених за улазну фазу. То је диференцијални улаз са високом улазном импедансом. Карактеристике прага: од +200 мВ до -200 мВ. Следеће важне информације:

• Улазни сигнал је представљен диференцијалним напоном (Уи +0.2 В и више).
• Дозвољени опсег (у односу на земљу) улазни напони: интервал од -7 до +12 В.
• Да бисте сазнали нивое улазног пријемника, погледајте статус предајника на излазном нивоу.

Карактеристике сигнала

Описујући везу РС 485, дајемо ову информацију. За пренос сигнала, стандард дефинише следеће линије:

• Неинверзија А.
• Инвертинг Б.
• Нула, опциона линија Ц.

Према стандарду, утврђује се и следеће:

• В _{А је} већи од В _Б. Неједнакост одговара логичком 0. Ово је активно стање сабирнице.
• В _{А је} мањи од В _Б. Неједнакост одговара логичком 1. Према томе, ово је неактивно стање сабирнице.

Овде, када се описују услови буса, користи се инверзна логика. И логика униполарних сигнала на излазу пријемника и улаз предајника неће бити одређена.

Иако је горенаведена дефиниција веома недвосмислена, често постоји конфузија о томе како исправно означити неинвертирајуће и инвертинг линије - А или Б. Да би се то избегло (када је РС 485 повезан), инжењери користе различите ознаке. На пример, "минус" и "плус".

Међутим, док се већина произвођача и даље придржава захтјева стандарда. Линија без инвертовања означена је симболом А. Према томе, висок ниво сигнала на улазу предајника ће одговарати стању В _А > В _Б на сабирници. Такође, неједнакост ће бити идентично висок ниво сигнала посматран на излазу пријемника.

Помак и поравнање

Шта је важно знати у наставку теме о РС 485 разделнику? Позивамо вас да такође адресирате информације о сметњама које се могу појавити у комуникационој линији.

И то је оно што је важно знати о дисторзији. Уз дуго трајање комуникацијске линије, често се појављују ефекти дугих линија. Корен проблема лежи у дистрибуираним индуктивним и капацитивним особинама каблова. Шта долази на крају? Сигнал који се преноси на линију било којим од чворова почиње да се искривљује трајањем пропагације у њему (линији). Постоје комплексни феномени резонанције.

Пошто се кабл на својој дужини разликује по истом дизајну, исти дистрибуирани параметри линеарне индуктивности и капацитивности, ово својство ће бити карактеризирано посебним параметром. Ово је карактеристична импеданса.

Ако се на једном крају кабла повеже отпорник са отпорношћу једнаком импеданси линије, онда ће резонантне појаве постати знатно слабије. Име таквог отпорника је терминатор. За мреже типа РС 485, она се поставља на сваки од врхова дугих линија, будући да се могу примати обје стране. Отпорност на таласе најпопуларнијих уплетених парова ЦАТ5 - 100 Охм. Остали типови имају индикаторе од 150 ома или више. Плочасти пљоснати каблови - до 300 ома.

У пракси, изабрана је вредност отпорника и већа је од карактеристичне импедансе, јер охмски отпор кабла понекад постаје толико велик да амплитуда сигнала на пријемној страни постане сувише мала за стабилан пријем. Постоји равнотежа између резонантног и амплитудног изобличења, повећања вредности терминатора и смањења брзине интерфејса.

РС 485 разделници су широко распрострањени уређаји. Опет, вреди бити свестан чињенице да је још један извор сигнала његове дисторзије карактеристичан за пренос сигнала кроз повезану упредену парицу. То су различите брзине ширења нискофреквентних и високофреквентних сигнала (потоњи ће се нешто брже ширити).

Како би се избјегла интерференција, комуникацијска линија мора досљедно заобићи све одашиљаче. И још једна важна ствар. Кабл са упреденом парицом не би требало да има дугачке славине (пресеци каблова за повезивање са чвором). Изузетак: употреба репетитора интерфејса, мале брзине пренос података (мање од 9600 бпс).

Ако нема активног предајника, ниво сигнала у линијама није детектован. Да би се спречила ситуација у којој је разлика између излаза Б и А мања од 200 мВ (недефинирано стање), може се примијенити оффсет помоћу посебног круга или отпорника. Пријемници ће примити сигнал сметње у случају да стање линија није дефинисано. Да би их се стабилизовало, да би се добио квалитетан почетак, понекад се користи пренос секвенци услуга.

Цоннецтион Феатурес

Поред конвертера РС 485, желим да детаљније разрадим и везу. На основу овог интерфејса, конструисана је локална мрежа која комбинује неколико примопредајника.

Најважнија ствар је исправно повезивање сигналних кругова означених са А и Б. Реполарност неће бити страшна грешка. Али уређај у овом случају ће одбити да функционише.

Приликом повезивања, препоручује се да имате на уму следеће препоруке стручњака:

• Медиј за пренос сигнала је уплетена парица.
• На крајевима утикача кабела потребни су терминални отпорници (унутар 120 ома).
• Мрежа се полаже без грана, топографијом аутобуса.
• Уређаји су повезани са каблом са најкраћим могућим жицама.

Примери употребе

РС 485 претварачи су уобичајени у индустријској области. Размотрите и мрежне протоколе који користе овај стандард:

• Контрола везе на високом нивоу.
• МодБус.
• ЛанДриве.
• ИЕЦ 60870-5.
• ДМКС512.

На основу РС 485 изграђене су следеће индустријске мреже:

• МодБус.
• ЛанДриве.
• ПрофиБус ДП.

Препоруке за програмирање

Опсег примене претварача интерфејса РС 485 је широк. У овом одељку, више ћемо се фокусирати на програмирање оних апликација за контролере који користе овај интерфејс за комуникацију:

• Пре покретања пакета, предајник је искључен. Неопходно је одржати паузу, која је једнака трајању до једног оквира (или је премашује), укључујући стартни и зауставни бит. Шта је добро? Пријемник ће имати времена да нормализује и потпуно се припреми за прву трансмисију оквира података.
• Након издавања коначног бајта информација, такође се препоручује да се сачека пауза пре деактивирања предајника. Који је разлог? Серијски портови имају два регистра: излаз за промену серијског излаза и улаз за пренос информација. Прекид преноса генерира контролер само када је његов улазни регистар празан. Овде се, испоставља се, информације већ налазе у регистру смена, али још нису издате. Стога, од тренутка прекида до деактивације предајника, треба да се направи пауза. Његово процијењено трајање је 0,5 бита преко оквира. Да бисте израчунали тачне вриједности, морате прегледати пратећу документацију контролера серијског порта.
• Пошто су и пријемник и предајник овог интерфејса повезани на исту линију, јавља се посебна ситуација. Пријемник чује пренос података са свог предајника. Ако је систем карактерисан насумичним приступом линији, онда се ова функција користи за проверу одсуства "судара" између два предајника. Ако систем ради на принципу мастер-славе, у тренутку преноса, једноставно је препоручљиво затворити прекид из пријемника.

Разлике између интерфејса РС 232, 422, 485

Упоредимо ове популарне стандарде. Комбинира РС 232, РС 485, РС 422 интерфејсе који се користе за пренос дигиталних информација. У овом случају, 232 је боље познат као ЦОМ порт на рачунару. Друга два су уобичајена у индустријском окружењу за међусобно повезивање различите опреме.

Разлике у РС 232, РС 485 могу се пратити приказивањем техничких карактеристика ових интерфејса. Почнимо са 232:

• Тип преноса података: фулл дуплек.
• Максимална дужина: 15 метара при 9600 бпс.
• Контакти који су укључени у рад: ТкД, РкД, РТС, ЦТС, ДТР, ДСР, ДЦД, ГНД.
• Топологија: од тачке до тачке.
• Највећи број повезаних уређаја: један.

Сада поредимо РС 232, РС 485, РС 422 следећи интерфејс. Ово је 422:

• Тип преноса података: фулл дуплек.
• Максимална дужина: 1200 метара при 9600 бпс.
• Контакти који су укључени у рад: ТкА, ТкБ, РкА, РкБ, ГНД.
• Топологија: од тачке до тачке.
• Највећи број повезаних уређаја: један (десет у режиму пријема).

Конвертори РС 232, РС 485 се упоређују једни са другима, укратко опишите последњи интерфејс, главни у нашој причи:

• Тип преноса података: полу-дуплекс (тј. Две жице) или пуни дуплекс (четири жице).
• Максимална дужина: 1200 метара при 9600 бпс.
• Контакти који су укључени у рад: ДатаА, ДатаБ, ГНД.
• Топологија: мултипоинт.
• Највећи број повезаних уређаја: 32 (са репетиторима, њихов број може нарасти до 256).

То је све што смо хтели да кажемо о РС 485 интерфејсу, који се данас широко користи у индустрији за пренос информација између уређаја и опреме. За неке карактеристике је сличан сродним стандардима, за неке (веза, пријенос података, елиминација сметњи) се значајно разликује од њих.