Převodník sériového rozhraní SLC-67/73/74

Převodník sériového rozhraní
SLC-67/73/74
Převodníky SLC-67/73/74 jsou určeny k převodu a galvanickému oddělení signálů rozhraní
RS232C (V.24, V.28) na rozhraní RS232C, RS422, RS485 nebo proudovou smyčku 20 mA.
Typ galvanicky oddělené strany je určen osazením převodního modulu „piggy“. Výměnou
modulu „piggy“ je možné kdykoliv změnit typ rozhraní nebo počet přenášených signálů. Převodník je ve stolním provedení s připojovacími konektory na zadní straně skříňky. Napájení je
vždy externí, podle typu 230 V AC, 12 V nebo 24 V DC.
Obj. číslo
kompletu
převodníku
vč. piggy
EI5067.90
EI5073.90
EI5074.90
EI5067.50
EI5073.50
EI5074.50
EI5067.30
EI5073.30
EI5074.30
EI5067.20
EI5073.20
EI5074.20
EI5067.40
EI5073.40
EI5074.40
EI5067.70
EI5073.70
EI5074.70
EI5067.80
EI5073.80
EI5074.80
Napájení
230 V AC
12 V DC
24 V DC
230 V AC
12 V DC
24 V DC
230 V AC
12 V DC
24 V DC
230 V AC
12 V DC
24 V DC
230 V AC
12 V DC
24 V DC
230 V AC
12 V DC
24 V DC
230 V AC
12 V DC
24 V DC
Rozhraní
Typ piggy
Obj. číslo
samostatného
modulu piggy
použité signály
strany RS232
RS232C
P232GS
EI5055.30
RxD, TxD,
RTS, CTS
RS232C
P232GE
EI5055.10
RxD, TxD, RTS,
CTS, DTR, DCD
RS422
P422GS
EI5052.30
RxD, TxD,
RTS, CTS
RS422
P422GE
EI5052.10
RxD, TxD, RTS,
CTS, DTR, DCD
RS485
P485GS
EI5054.10
RxD, TxD, RTS
20 mA loop
PL20GS
PL20G
EI5056.10
EI5047
RxD, TxD
M-Bus
master
PMBMGS
EI5058.10
RxD, TxD, DCD
Základní popis
RS232C
2
RxD
RxD
TTL side
User side
4
1
8
Převodníky
15
Piggy 2
ERR
SLC-67/ 73/74 jsou
7
MKO 80ms
Back 3
DCD
řešeny jako modu- 1 DCD
9
14
P232G 4
X6
lární
zařízení,
P485G
6
TxD
5 P422G 5
umožňující vytváře13
TxD
6
PL20G
ní sestav podle kon- 3
X3
5
RTS
7
7
krétních požadav12
MKO 7ms
8
CTS
ků. Základní deska 7 RTS
8
4
9
obsahuje napájecí
11
DTR
10
6
zdroj a převod sigX5
3
11
&
CEX
nálů RS232 na lo- 8 CTS
10
3
12
gické úrovně TTL.
2
13
2
DTR
4
Na základní desce
9
1
14
je nasazen modul 6 DSR
1
„piggy“, který realiDB15F
zuje galvanické od- 9 RI
+5V
GND
dělení a převod na
X2
+12V
X1
EI5067: 230V AC
signály příslušného
+5V
EI5073:
12V
DC
GND
5
rozhraní. Moduly
EI5074: 24V DC
SG
–
+
„piggy“ jsou dodá- DB9F
Napájecí obvody
vány také samostatObr. 1: Blokové schéma zapojení převodníku
ně.
Napájení všech obzdroj s transformátorem (verze s napájením
vodů převodníku zajišťuje vestavěný síťový
230 V AC) nebo měnič (provedení s napájením
12 nebo 24 V DC). U převodníků s měničem
DCD a
(SLC-71/72) je signálová
indikace
přetržení
zem rozhraní RS232 záX6 proudové
X4 smyčky
kladové desky (GND)
galvanicky oddělena od
časová
druhého rozhraní i od naRt konstanta
autoRTS
pájecího napětí.
X3 RTS
Datové signály jsou vyveX5 CTS
deny na konektory Can+
non, strana RS232 na
místo pro
osazení
DB9F (dutinky), strana
modulu
galvanicky odděleného
„piggy“
rozhraní na DB15F (duRF zakončovací
tinky).
Oba konektory
odpory
přijíRE
mače CTS
jsou umístěny na zadní
napájení
RD
straně krabičky. PřevodX1
X2
níky s rozhraním RS485
RC zakončovací
RB odpory přijí- jsou na této straně vybamače RxD
veny
jednostupňovou
RA
ochranou prvky transil,
konektor DB15F
konektor
které zvyšují odolnost
pro galvanicky
DB9F pro
oddělené rozhraní proti přepětí na lince.
RS232
X4
Obr. 2: Umístění propojek a volitelných prvků
na základní desce převodníku
-2-
Technické parametry
Výstupní diferenciální napětí vysílače
typ. 3,7 V
Napájení:
min. 1,5 V
EI5067.xx
230 V AC ±10%, 50 Hz, 4 VA
Max. délka připojeného vedení
1200 m
EI5073.xx
12 V ±15%, max 250 mA
EI5074.xx
24 V ±15%, max 150 mA
Rozhraní RS485
Izolační napětí galvanického oddělení mezi Max. přenosová rychlost
2 MBd
rozhraními:
Vstupní odpor přijímače
12 kΩ
Citlivost přijímače
min. ±200 mV
EI5067.20, EI5067.30
1000 V AC
Výstupní diferenciální napětí vysílače
EI5067.40
2000 V AC
typ. 3,7 V
EI5067.50, EI5067.90
1000 V AC
min. 1,5 V
EI5067.70
2000 V AC
Max. délka připojeného vedení
1200 m
EI5073.xx, EI5074.xx
500 V AC
Max. napětí signálových vodičů proti SG
Rozměry
110×91×41 mm
trvale
6V
Stupeň krytí
IP30
špičkově
11 V
Rozsah pracovních teplot
–10 ÷ 50 °C
Max. napětí SG proti uzemnění
Rozhraní RS232
trvale
24 V
Max. přenosová rychlost
115,2 kBd
špičkově
36 V
Vstupní odpor přijímače
min. 7 kΩ
Rozhraní smyčka 20mA
Výstupní napětí vysílače
typ. ±8 V
Max. přenosová rychlost
38,4 kBd
Max. délka připojeného vedení
15 m
Vstupní
proud
pro
úroveň
L
< 3 mA
Rozhraní RS422
Vstupní
proud
pro
úroveň
H
> 15 mA
Max. přenosová rychlost
2 MBd
Max.
délka
připojeného
vedení
1500
m
Vstupní odpor přijímače
12 kΩ
Citlivost přijímače
min. ±200 mV Rozhraní M-Bus master
Max. přenosová rychlost
9,6 kBd
Max.
počet
slave
modulů
3
označení
signálu
pro
rozhraní
špička
Max.
počet
slave
modulů
s
externím
DB15 RS232 RS422 RS485 20 mA M-Bus
napájením
20
1
SG
SG
SG
SG
SG
2
TxD
–TxD –RxTxD
—
–MBus
SLC-67/73/74
PC
3
RxD
–RTS
—
— +MBus
označení signálu
označení signálu
4
CTS
–RxD –RxTxD RxD– –MBus
špička
konektor - pinů
5
RTS
–CTS
—
RxD+ –MBus
typ
typ
9 25
6
—
–DTR2) —
—
UCC2
DCD 1 výstup → vstup 1 8 DCD
7
SG +DCD2) —
+12 V UCC2
RxD 2 výstup → vstup 2 3
RxD
1)
2)
8
DCD
–DCD
—
I2out
—
TxD 3 vstup ← výstup 3 2
TxD
9
—
+TxD +RxTxD — +MBus
DTR 4 vstup ← výstup 4 20 DTR
10
DTR1) +RTS
—
TxD+
—
GND 5
společný vodič
5 7
SG
11
—
+RxD +RxTxD TxD–
—
DSR+) 6 výstup → vstup 6 6 DSR
12
+CTS
—
—
UCC3
RTS 7 vstup ← výstup 7 4 RTS
13
—
+DTR2) —
—
–MBus
CTS 8 výstup → vstup 8 5 CTS
14
SG
SG
SG
+12 V UCC2
RI
9
nepoužit
9 22
RI
15
+5 V +5 V +5 V I1out
—
+) signál DSR je v převodníku spojen se signá1) pouze pro provedení EI5067/73/74.50
lem DTR - viz blokové schéma
2) pouze pro provedení EI5067/73/74.20
Tab. 1: Rozmístění signálů konektoru RS232
Tab. 2: Zapojení konektoru DB15F
a připojení k PC COM portu
- 3-
Připojení signálů, konektory
A: automatické ovládání vysílače – pro
Strana rozhraní RS232 základové desky je vyvysílání je na modul „piggy“ monostavedena na konektor DB9F, zapojení je stanbilním obvodem generován signál
dardní PC COM port – k počítači se připojuje
RTS=0 (pro piggy P422G.. a P485GS)
prodlužovacím kabelem. Pojmenování signálů
A: Automatické ovládání vysílače – pro
strany RS232 souhlasí s COM portem – jedná
vysílání je na modul „piggy“ monostase pouze o prodloužení. Signál RxD je tedy na
bilním obvodem generován signál
převodníku výstupem a vede na stejnojmenný
RTS=1 (speciální použití)
vstup portu PC, signál TxD je na převodníku
vstupem a je připojen ke výstupu TxD PC atd. X4, X6 – DCD a detekce přetržení proudové
Rozmístění signálů na konektoru DB9 a připo- smyčky
rozpojena: indikace přetržení je nejení strany RS232 k počítači PC je uvedeno v tapoužita, je-li při tom X6 spojena, je na výbulce 2.
stup DCD předáván signál DCD z
Strana galvanicky odděleného rozhraní je vyvemodulu „piggy“
dena na konektor DB15F. Rozmístění signálů
na konektoru pro všechny druhy rozhraní je
DCD0: při přetržení RxD je DCD=0, indiuvedeno v tab. 1.
kační LED svítí při přetržení (pro „piggy“
Zapojení základní desky a připojení převodníPL20G, PL20GS)
kového modulu „piggy“ je zřejmé z blokového
DCD1: při přetržení je DCD=1, indikační
schématu.
LED svítí při normáním provozu
Nastavení propojek
X1, X2 – napájecí napětí modulu „piggy“
12V: pro piggy PL20 a PMBM
X5 – CTS
Při rozpojené propojce je na výstup CTS vydáván signál z modulu „piggy“.
5V: pro piggy P232, P485, P422
Při spojené propojce je signál CTS z „piggy“
násoben stavem RTS (umožňuje na CTS vraPOZOR – nesprávné zapojení X1, X2 může cet signál RTS např. se staršími moduly „pigzpůsobit destrukci modulu „piggy“!
gy“ PL20, P485G).
X3 – RTS a ovládání vysílače TxD
R: signál RTS z RS232 na konektoru
DB9 je veden na vstup RTS modulu „piggy“
Převodník RS232
RS232 – EI5067/73/74.50 a .90
Pro rozhraní RS232 je převodník osazen modulem „piggy“ P232GS nebo P232GE. S modulem GS převádí dva vstupní a dva výstupní
signály (RxD, TxD, RTS, CTS) s modulem GE
tři vstupní a tři výstupní signály (navíc DTR a
DCD). Počet převáděných signálů umožňuje
použití i s linkovými, radiovými nebo GSM modemy, které vyžadují hw řízení přenosu a ovládání modemu. Moduly „piggy“ pro RS232 neobsahují žádné propojky. Standardní zapojení
propojek základní desky je následující:
X1, X2 v poloze 5 V
X3 v poloze R
X4 rozpojena
-4-
X5 rozpojena
X6 spojena
Celkové zapojení převodníku RS232 uvádí
obr. 5 a 4.
Doporučené kabely a propojení RS232
RS232 je napěťové rozhraní, které je možné
použít pouze na krátké vzdálenosti (do 15 m).
Na propojení je možné použít jakýkoliv kabel,
např. SYKFY, RO, SRO ap. V prostředí s vyšší
hladinou rušení je vhodné použít kabel stíněný. Pokud je použit kabel s kroucenými páry, je
vhodné vždy jeden vodič z páru použít jako signálový a druhý jako společný, to do jisté míry
nahrazuje stínění. Přijímače RS232 mají vyso-
1 DCD
kou vstupní impedanci. Pokud
jsou některé signály nepoužité
MKO
RxD
2 RxD
3
a přesto jsou přivedeny do
dalšího zařízení – např. CTS se
TxD
3 TxD
2
nepoužívá, ale ke spojení s PC
je použit standardní devítižiloRTS
7 RTS
5
vý propojovací kabel, může
se vyskytovat náhodně se
CTS
8 CTS
4
měnící stav tohoto signálu.
SG
1,7,14
Proto je vhodnější nepoužité
5 GND
15
+5V
vstupy připojit k nepoužitým
RS232 DB15F
DB9F RS232
výstupům, které mají definovaný stav (např. na konektoru Obr. 5: Převodník s modulem
P232GS (EI5067/73/74.90)
DB15 spojit CTS s RTS) nebo
je připojit přes odpor 1 kΩ
k výstupu +5 V.
Převodník RS232
DSR
+DTR
DTR
E
1
DCD
2
RxD
+DCD
–DCD
+RxD
E
RC
3
TC
RTS
8
CTS
5
GND
DB9F
RS232
–RxD
+TxD
TxD
7
–DTR
E
–TxD
+RTS
–RTS
+CTS
–CTS
13
6
7
8
1
DCD
11
4
2
RxD
9
2
3
10
3
7
RTS
12
5
8
CTS
5
GND
SG 1,14
+5V 15
RS422
DB15F
Obr. 6: Převodník s modulem
P422GE pro duplexní provoz
DCD
8
2 RxD
RxD
3
3 TxD
TxD
2
4 DTR
DTR
10
7 RTS
RTS
5
8 CTS
CTS
4
5 GND
SG 1,7,14
15
+5V
6 DSR
DB9F RS232
RS232
DB15F
Obr. 4: Převodník s modulem
P232GE (EI5067/73/74.50)
RS422 – EI5067/73/74.20 a .30
S modulem „piggy“ P422GS převádí dva
vstupní a dva výstupní signály (RxD, TxD, RTS,
CTS) s modulem P422GE tři vstupní a tři výstupní signály (navíc DTR a DCD). S dvěma
převodníky je možné realizovat plně duplexní
spojení – realizací duplexního spojení je
převodník vhodný pro „prodloužení“ RS232.
Počet převáděných signálů umožňuje použití
i pro synchronní komunikace. Propojky na
modulu P422GS/GE jsou zřejmé z obr. 7.
Propojka TC dovoluje ovládání vysílače – standardně je rozpojena a vysílač je na linku připojen trvale (pro duplexní režim). Pokud je spojena, je vysílač ovládán signálem RTS, polaritu
6
4
1 DCD
určuje propojka RTS. Způsob ovládání (od signálu RTS nebo automaticky) je pak možné
volit propojkou X3 základní desky převodníku
(viz obr. 2). S pomocí ovládání vysílače je
možné realizovat vícebodové spojení dvoudrátové (typu RS485) nebo čtyřdrátové. Propojka
RC modulu P422GS/GE dovoluje zakázat příjem v době vysílání. Standardní zapojení propojek je následující:
základní deska: X1, X2 v poloze 5 V
X3 v poloze R
X4 v poloze DCD0
X5 rozpojena
X6 rozpojena
P422GS/GE:
RTS=0
TC a RC rozpojeny
MKO
+RxD
E
RC
+TxD
TxD
TC
–RxD
E
–TxD
+RTS
–RTS
+CTS
–CTS
SG
+5V
DB9F RS232
RS422
11
4
9
2
10
3
12
5
1,14
15
Zapojení pro duplexní provoz
Propojka X3 na základní desce převodníku je v dolní poloze (R), na modulu P422GS/GE
jsou propojky TC, RC rozpojeny a RTS=0. Celkové zapojení
převodníku uvádí obr. 3 a 6, příklad použití obr. 8.
Zapojení pro poloduplexní
provoz
DB15F Na modulu „piggy“ P422GS/
GE je spojena propojka TC,
Obr. 3: Převodník s modulem která dovoluje ovládání vysílaP422GS pro duplexní provoz
- 5-
če. Aktivní stav vysílače se pak řídí signálem doba 1 znaku:
RTS. Převodník pak může pracovat ve vícebo11 bitů / 19200 bit/s = 0,573 ms.
dových sítích čtyřdrátových (multidrop RS422 Časová konstanta MKO se nastavuje výměnou
na obr. 9) nebo dvoudrátových (RS485). Pro odporu Rτ. Pro nastavení doby platí vztah:
dvoudrátové zapojení je nutné vnější spojení τMKO [ms] = 3,5 × Rτ [MΩ]. Je možné použít
vysílače a přijímače. Situaci představuje obrá- odpory v rozsahu 10 kΩ ÷ 10 MΩ, což odpovízek 10. Uvedeno je zapojení s modulem dá časové konstantě 35 µs ÷ 35 ms. Poloha
P422GS, při použití P422GE budou navíc pře- odporu Rτ je zřejmá z obr. 2.
nášeny signály DTR a DCD.
nové provedení
Řízení vysílače signálem RTS
Propojka X3 na základní desce převodníku je
v dolní poloze (R). Aktivní stav vysílače se ovlávysílání při RTS=1
dá signálem RTS strany RS232.
Automatické řízení vysílače od TxD
vysílání při RTS=0
Propojka X3 na základní desce převodníku je
(standardně)
ve střední poloze (A). Aktivní stav vysílače řídí
monostabilní klopný obvod, který se nahazuje
příjem i v době vysílání (standardně)
po dobu vysílání je příjem blokován
aktivním stavem signálu TxD. Po ukončení vysívysílač připojen na výstup trvale (standardně)
lání (TxD se vrátí do neaktivní úrovně) vyprší
připojení vysílače řídí RTS
doba MKO a převodník se přepne na příjem.
staré provedení
Časová konstanta MKO musí být nastavena
podle přenosové rychlosti a doby reakce připojeného zařízení (doba mezi ukončením vysílání
posledního znaku a prvním přicházejícím znakem).
vysílání při RTS=1
Standardně je doba MKO nastavena na
vysílání při RTS=0
3,5 ms. Ta vyhovuje pro přenosové rychlosti
(standardně)
od 2400 Bd a reakci připojeného zařízení
>5 ms. Pro nižší přenosové rychlosti je nutno
příjem i v době vysílání (standardně)
dobu MKO příslušně prodloužit, jinak může
po dobu vysílání je příjem blokován
být vysílač vypnut i v průběhu vysílání znaku
vysílač připojen na výstup trvale (standardně)
připojení vysílače řídí RTS
(více neaktivních bitů za sebou). Ve čtyřdrátovém zapojení sítě (obr. 9) není nastavení časoObr. 7: Propojky na modulu P422GS/GE
vé konstanty kritické,
6 DSR
DSR 6
neboť příjem a vysílání
13 +DTR
+DTR 13
4 DTR
DTR 4
6 –DTR
6
–DTR
probíhá po oddělených
E
E
7
7
+DCD
+DCD
vodičích, vysílač stanice
1 DCD
DCD 1
8
8 –DCD
–DCD
master je aktivní trvale.
Ve dvoudrátových sítích
11 +RxD
+RxD 11
2 RxD
RxD 2
4
4 –RxD
E
E
–RxD
však může být doba setrRC
RC
9
9
+TxD
+TxD
vání vysílače v aktivním
3 TxD
TxD 3
2
2 –TxD
–TxD
E
E
stavu při vyšších rychlosTC
TC
10 +RTS
+RTS 10
tech na obtíž, neboť po
7 RTS
RTS 7
3
3 –RTS
–RTS
tuto dobu nemůže na lin12 +CTS
+CTS 12
8 CTS
CTS 8
ku vysílat žádná jiná sta–CTS
5
5 –CTS
nice. Např. pro rychlost
1,14
SG 1,14
SG
GND 5
5 GND
19200 Bd s formátem 1
+5V 15
15 +5V
RS422 DB15F
RS422
RS232
start bit, 8 datových bitů, DB9F RS232
DB15F
DB9F
1 stop bit + parita je
Obr. 8: Příklad propojení dvou převodníků EI5067.20
na duplexní prodloužení linky RS232
-6-
+RxD
–RxD
RS232
2
+TxD
–TxD
E
RC
slave 1
+TxD
–TxD
+RxD
–RxD
+TxD
–TxD
3
+RxD
–RxD
master
TC
7
RTS
8
CTS
5
GND
DB9F
Zakončení linky
Ze signálového hlediska by kroucený pár měl
být zakončen na obou koncích. Zakončovací
odpory mají dvě funkce – upravují neaktivní
stav linky a impedančně zakončují vedení. Pokud je převodník používán v duplexním režimu, je ke každému vstupu připojen trvale jeden výstupní budič a vedení nepřechází do
neaktivního stavu. Pokud je na linku připojeno
více vysílačů, jsou aktivní pouze v době vysílání, neaktivní stav proto musí být ošetřen zakončovacími odpory. Bez zakončení může být přijímačem od rušivých impulsů snadno detekován start bit, což způsobuje náhodné přijímání
znaků. Impedanční přizpůsobení je důležité
spíše při vysokých rychlostech přenosu (nad
100 kBd), kde zabraňuje odrazům signálu od
konce vedení. Pro většinu aplikací je vhodnější
spíše zapojení pro nižší rychlosti s vynechaným středním odporem (zapojení dle obrázku
11a), protože zajišťuje vyšší úroveň přijímané-
12
5
1
3
11
4
1
+5V
+CTS
3
RF
360
12
–CTS
SG
5
RD
360
1
+5V
+RxD
3
RC
360
11
–RxD
SG
a) do 100kBd
4
RA
360
1
+5V
+CTS
–CTS
SG
RF
360
RE
360
RD
360
+5V
+RxD
–RxD
SG
RC
360
RB
360
RA
360
b) nad 100kBd
Obr. 11: Zakončovací odpory signálů RxD
a CTS pro různé komunikační rychlosti
11
4
–RxD
9
2
+TxD
TxD
slave 2
Obr. 9: Vícebodová síť RS422
3
RS422
+RxD
RxD
E
–TxD
+
RS485
–
10
3
+RTS
–RTS
12
5
+CTS
–CTS
SG 1,14
15
+5V GO
DB15F
Obr. 10: Převodník s modulem P422GS pro
poloduplexní provoz (náhrada RS485)
(EI5067.30)
ho signálu. Pokud není vstup CTS použit, je
vhodné jej na straně RS422 spojit s RTS.
Zakončovací odpory signálu RxD a CTS se připojují do dutinek na základní desce (viz obr. 2),
standardně jsou nezapojeny a jsou přibaleny
k převodníku v samostatném sáčku.
Doporučené kabely pro vedení RS422
Pro vedení RS422 na krátké vzdálenosti a nízké komunikační rychlosti (desítky metrů s rychlostí cca 19200 Bd) je v podstatě možné použít
jakýkoliv kabel, který má kroucené páry vodičů – např. SYKFY, SRO, DATAX YCY ap. Na větší vzdálenosti a vyšší komunikační rychlosti je
vhodné použít UTP kabely pro počítačové sítě
nebo kabely, konstruované pro diferenciální
signály RS422/485, např. BELDEN UTP/FTP,
LAM TWIN UTP/FTP, LAM TWIN FLEXO ap.
Pro zvýšení odolnosti proti rušení je vhodnější
kabel stíněný. Při použití nekroucených vodičů
nebo kabelů, které nejsou konstruovány pro
datové spoje (např. vícežilové nepárové kabely) nelze zaručit funkčnost a parametry propojení na větší vzdálenosti než několik metrů, výsledek je nutno ověřit experimentálně. V
každém případě bude při použití nepárových
kabelů linka podstatně méně odolná proti vnějšímu elektromagnetickému rušení.
Propojování zařízení RS422
Pro spojení zařízení principiálně postačuje propojení párů vodičů (±RxD, ±TxD), vyrovnání
datových linek vzhledem k napájecímu napětí
zajistí zakončovací odpory. Lepší je však propojit i signálovou zem (SG) všech připojených
- 7-
přístrojů. Jako společný vodič může být
použito i stínění kabelu.
Pokud je linka RS422 vedena venkovním prostředím, je vhodné na vstupu do objektu (rozvaděče) osadit prvek vícestupňové ochrany,
Převodník RS232
RS485 – EI5067/73/74.40
Pro rozhraní RS485 je převodník osazen modulem „piggy“ P485GS. Propojky na desce
P485GS jsou zřejmé z obr. 12. Standardní zapojení propojek je následující:
základní deska: X1, X2 v poloze 5 V
X3 v poloze A
X4 v poloze DCD0
X5 rozpojena
X6 rozpojena
P485GS: signál CTS spojen s RTS
vysílač aktivován RTS=0
příjem po dobu vysílání blokován.
Řízení vysílání signálem RTS
Propojka X3 na základní desce převodníku je
v dolní poloze (R). Přepínání vysílání/příjem
RS485 se ovládá signálem RTS strany RS232.
Zařízení připojené na straně RS232 musí být
schopné aktivovat signál RTS a udržet jej až
nové provedení
připojené zakončení linky RS485 (150 R + 220 nF)
odpojené zakončení linky RS485 (standardně)
CTS spojen s RTS
(standardně)
CTS=0 trvale
CTS=1 trvale
po dobu vysílání příjem
blokován (standardně)
příjem i v době vysílání
vysílání při RTS=1
vysílání při RTS=0 (standardně)
starší provedení
CTS je spojen s RTS
(standardně)
CTS = 0 trvale
CTS = 1 trvale
Vysílač je aktivován
RTS=0 (standardně)
Vysílač je aktivován
RTS=1
po dobu vysílání příjem blokován (standardně)
příjem i v době vysílání
Obr. 12: Propojky na modulu P485GS
-8-
který zajistí svod atmosférického přepětí. Je
možné použít např. ochrany ELSACO
OVPM-21/6/ /24, které jsou dodávány i ve vícepárovém provedení.
do odvysílání celého posledního znaku zprávy.
Pokud je řídicím zařízením počítač PC, je stav
signálu RTS vhodné prověřit. Ne všechny programy (obzvláště v prostředí Windows) jsou
schopné provádět ovládání korektně a bez časových prodlev. Pokud signál RTS zůstane aktivní i po ukončení vysílání, vede to obvykle
k destrukci přijímané zprávy (odpovědi). Celkové schéma zapojení převodníku uvádí obrázek
13.
Automatické řízení vysílače od TxD
Propojka X3 na základní desce převodníku je
ve střední poloze (A). Přepínání vysílače
RS485 zajišťuje monostabilní klopný obvod,
který se nahazuje aktivním stavem signálu
TxD. Po ukončení vysílání (TxD se vrátí do neaktivní úrovně) vyprší doba MKO a převodník
se přepne na příjem. Časová konstanta MKO
musí být nastavena podle přenosové rychlosti
a doby reakce připojeného zařízení (doba
mezi ukončením vysílání posledního znaku
a prvním přicházejícím znakem). Standardně
je doba MKO nastavena na 7 ms. Ta vyhovuje
pro přenosové rychlosti od 2400 Bd a reakci
připojeného zařízení >10 ms. Pro nižší přenosové rychlosti je nutno dobu MKO příslušně
prodloužit, jinak může být vysílač vypnut i v
průběhu vysílání znaku (více jedničkových bitů
za sebou). Pro vyšší přenosové může být doba
setrvání vysílače v aktivním stavu na obtíž,
neboť po tuto dobu nemůže na linku vysílat
žádná jiná stanice. V takovém případě je
možné časovou konstantu MKO zkrátit přibližně až na 1,2 délky jednoho znaku. Např.
pro rychlost 19200 Bd s formátem 1 start bit, 8
datových bitů, 1 stop bit + parita je doba 1 znaku: 11 bitů : 19200 bit/s = 0,573 ms.
Časová konstanta MKO se nastavuje výměnou
odporu Rτ. Pro nastavení doby platí vztah:
τMKO [ms] = 7 × Rτ [MΩ]. Je možné použít odpory v rozsahu 1 kΩ ÷ 10 MΩ, což odpovídá
časové konstantě 70 µs
až 70 ms. Poloha odporu
Rτ je zřejmá z obr. 2.
Pokud připojené zařízení
kontroluje vlastní vysílání na lince RS485 zpětným příjmem, musí být
na modulu P485GS spojena propojka RCD. Většinou však je tento stav
nežádoucí (zařízení nechce slyšet své vlastní vysílání) a může působit
potíže.
1
DCD
2
RxD
3
TxD
MKO
E
RD
+TxRxD
9,11
–TxRxD
2,4
E
7
RTS
8
CTS
5
GND
DCD
2
RxD
3
TxD
MKO
E
2×360R
RS232
1,14
15
RS485
DB15F
Obr. 13: Převodník s modulem
P485GS, řízení vysílače RTS
(EI5067/73/74.40)
Zakončení linky
RS485
Linka RS485 má charakter sběrnice a měla by
být zakončena na obou koncích vedení. Zakončovací odpory mají dvě funkce – upravují
neaktivní stav linky a impedančně zakončují vedení. Pokud na linku nevysílá žádná stanice, je
vedení „ve vzduchu“ a bez zakončovacích odporů může být přijímačem snadno detekován
start bit, což způsobuje náhodné přijímání znaků. Impedanční přizpůsobení je důležité spíše
při vysokých rychlostech přenosu (nad
100 kBd), kde zabraňuje odrazům signálu od
konce vedení. Pro většinu aplikací je vhodnější
spíše zapojení pro nižší rychlosti s vynechaným středním odporem (zapojení dle obr.
15a), protože zajišťuje vyšší úroveň přijímaného signálu.
Zakončovací odpory signálu RxD se připojují
do dutinek na základní desce (viz obr. 2), standardně jsou nezapojené a jsou přibaleny k převodníku v samostatném sáčku.
Doporučené kabely pro linku RS485
Pro vedení linky RS485 na krátké vzdálenosti a
nízké komunikační rychlosti (desítky metrů s
rychlostí cca 19200 Bd) je v podstatě možné
použít jakýkoliv kabel, který má kroucený pár
vodičů – např. SYKFY, SRO, DATAX YCY ap.
Na větší vzdálenosti a vyšší komunikační rychlosti je vhodné použít UTP kabely pro počítačové sítě nebo kabely konstruované pro RS485,
např. BELDEN UTP/FTP, LAM TWIN UTP/FTP,
LAM TWIN FLEXO ap. Pro zvýšení odolnosti
proti rušení je vhodnější kabel stíněný.
2,4
7
RTS
8
CTS
5
GND
8
12
MKO
13
+5V
9,11
–TxRxD
E
12
SG
+TxRxD
RD
8
5
DB9F
1
5
13
2×360R
1,14
15
SG
+5V
DB9F
RS232
RS485
DB15F
Obr. 14: Převodník s modulem
P485GS, automatické řízení vysílače od TxD (EI5067/73/74.40)
Při použití nekroucených vodičů nebo kabelů,
které nejsou konstruovány pro datové spoje
(např. zvonková dvoulinka) nelze zaručit funkčnost a parametry propojení, výsledek je nutno
ověřit experimentálně.
Propojování zařízení RS485
Pro spojení zařízení linkou RS485 principiálně
postačuje jeden pár vodičů (pouze ±TxRxD),
vyrovnání datové linky vzhledem k napájecímu
napětí zajistí zakončovací odpory. Lepší je
však propojit i signálovou zem (SG) všech připojených přístrojů. Jako společný vodič může
být použito i stínění kabelu.
Převodník je na modulu P485GS vybaven
ochrannými prvky transil, které zajišťují omezení diferenciálního napětí mezi vodiči a také
omezení napětí proti zemi. Pro funkci ochrany
musí být připojena zemní svorka převodníku
(piny 7, 8 konektoru DB15) na zemní potenciál.
Pokud je vedení linky RS485 vedeno venkovním prostředím, je vhodné na vstupu do budo3
11
4
1
+5V
+TxRxD
3
RC
360
11
–TxRxD
SG
a) do 100kBd
4
RA
360
1
+5V
+TxRxD
–TxRxD
SG
RC
360
RB
360
RA
360
b) nad 100kBd
Obr. 15: Zakončení linky RS485 pro různé
komunikační rychlosti
- 9-
vy osadit doplňkový ochranný prvek sdružené pětí s větší intenzitou. Je možné použít např.
ochrany, který zajistí svod atmosférického pře- ochranu ELSACO OVPM-21/6/24.
Převodník RS232
20mA – EI5067/73/74.70
negovaný přijímač
Pro rozhraní proudové smyčky je převodník
přímý přijímač
osazen modulem „piggy“ PL20GS nebo starším provedením PL20G. Na rozhraní proudové
CTS je spojen s RTS
smyčky se přenáší pouze datové signály RxD
(standardně)
a TxD. Propojky na modulu PL20GS jsou zřejCTS = 0 trvale
mé z obr. . Propojka CTS umožňuje interně
CTS = 1 trvale
spojit signál CTS s RTS (na modulu PL20G pronegovaný vysílač
pojka CTS není, signál CTS je trvale spojen s
RTS). Propojky T a R umožňují obrátit polaritu
přímý vysílač
a) nové provedení (PL20GS/GPS)
vysílače a přijímače. To je nutné při spojování
některých zařízení (např. PLC NS905), která
mají nestandardní signály.
negovaný přijímač
Standardní zapojení propojek je následující:
přímý přijímač
základní deska:
X1, X2 v poloze 12 V
X3 v poloze R
negovaný vysílač
X4 v poloze DCD0
X5 rozpojena
přímý vysílač
X6 rozpojena
b) staré provedení (PL20G)
PL20GS:
signál CTS spojen s RTS
vysílač standardní (T)
Obr. 16: Propojky na modulu PL20..
příjímač standardní (R)
Monostabilní klopný obvod na signálu DCD de- Připojení proudové smyčky
tekuje aktivní stav linky přijímače (v klidovém Pro funkci proudové smyčky musí být uzavřestavu teče proud do přijímače, v aktivním stavu na proudová cesta mezi zdrojem proudu, vysíneteče) a pokud je aktivní stav delší než 80 ms, lačem (obvykle spínací tranzistor), přijímačem
nastaví se DCD a rozsvítí se LED DCD/Err. To (obvykle LED optronu) a společným vodičem.
umožňuje hlídat přetržení kabelu.
Na straně převodníku na pořadí prvků v obvoPřevodník má samostatně vyvedeny dva prou- du nezáleží, na straně připojeného zařízení
dové zdroje. To dovoluje zapojovat libovolné může být důležité zajistit společnou zem vysílače a přijímače v příkombinace pro aktivní nebo pasivní
SG
1 DCD
1
MKO
padě, že přijímač
vysílač a přijímač.
SG 7,14
není realizován op2 RxD
RxD+ 5
tronem, ale např. spí2V
R×0,02A
nacím tranzistorem.
3 TxD
RxD– 4
+12 V
Podle toho, kde je zaI=20mA
TxD+ 10
řazen zdroj proudu,
7 RTS
1V
převodník
rozlišujeme spojení
TxD– 11
R×0,02A
aktivní vysílač – pa8 CTS
sivní přijímač a pasiv+I1OUT 15
ní vysílač – aktivní při2V
+I2OUT 8
+12V
5 GND
jímač.
SG
Loop 20 mA DB15F Na
převodníku
DB9F RS232
SLC-67 vytvoříme akObr. 18: Rozložení úbytků napětí
Obr. 17: Převodník s modulem
tivní vysílač či přijína vedení proudové smyčky
PL20GS
- 10 -
+ 12V
I2out
15
8
RxD+
RxD–
I1out
I2out
15
8
5
RxD+
5
4
RxD–
4
+ 12V
I1out
pokud ne, je s největší pravděpodobností pasivní. Pro přijímač je situace obdobná.
Doporučené kabely pro vedení
proudové smyčky
Proudová smyčka pracuje s poměrně
nízkou přenosovou rychlostí. Pro výběr
TxD+ 10
TxD+ 10
kabelu tedy nejsou rozhodující signálové vlastnosti kabelu ale spíše celkový
TxD– 11
TxD– 11
odpor vedení. Proudový zdroj je v přeSG
1
SG
1
vodníku napájen napětím 12 V, na cesDB15F
DB15F
SLC-67
SLC-67
tě signálu je nutno počítat s úbytky napětí na vlastním proudovém zdroji (cca
Obr. 20: Různá zapojení aktivního
2 V), spínacím tranzistoru (cca 1 V),
vysílače a přijímače
LED optronu přijímače a vlastním vedemač tak, že zapojíme výstup
ní. Situaci znázorňuje obrá+
15
I1out
+ 12V
proudového zdroje do série se
zek 18. Celkový ohmický
8
I2out
spínacím tranzistorem resp.
odpor vedení dvou vodičů
LED optronu. Proud z výstupu
(2×R) tedy nesmí přesáh5
RxD+
proudového zdroje, prochází vynout 7 V / 0,02 A = 350 Ω,
+
4
sílačem a přes pasivní přijímač
RxD–
tj. 175 Ω na jeden vodič
připojeného zařízení se vrací do
(žíly kabelu SYKFY 2x2x0,5
společné svorky. Různá zapojemají průběžný odpor jedno10
TxD+
ní aktivních vysílačů a přijímačů
ho vodiče cca 100 Ω/km).
jsou uvedena na obr. 20.
11
TxD–
SG Pro vedení je možné použít
např. kabely SYKY, SYKFY,
Pro pasivní zapojení vysílače
1
SG
UFaU, LAM FLEXO i jiné.
nebo přijímače zůstane proudoDB15F
SLC-67
Kroucení vodičů do páru
vý zdroj nepoužit a použije se
není na závadu. Stínění kapouze tranzistor a LED optronu Obr. 19: Zapojení pasivního
vysílače a přijímače
belu je potřebné pouze v
– situaci ilustruje obr. 19. Konpřípadě, že linka prochází
krétní kombinace vysílače a přijíprostředím s vysokou hladinou elektromagnemače záleží na připojovaném zařízení.
Při připojování proudové smyčky neznámého tického rušení. Pro venkovní vedení proudové
zařízení je možné provést snadno identifikaci smyčky je vhodné použít ochranné prvky
OVPM-21/12/24
nebo
obvodů měřením klidového proudu. Pokud mi- ELSACO
liampérmetr zapojený mezi svorky + a – vysíla- OVPM-21/24/48.
če indikuje protékající proud je vysílač aktivní,
Převodník RS232
M-Bus master – EI5067/73/74.80
Pro rozhraní M-Bus master je převodník osazen modulem „piggy“ PMBM-GS. V současné
době je možné se setkat se třemi provedeními
„piggy“ modulu. Na rozhraní se přenáší pouze
datové signály RxD a TxD, signál DCD indikuje
přetížení zdroje +36 V. Převodník s moduly „piggy“ s v.č. 50580001 až 50580079 má blokové schéma zapojení na obrázku 21. Standardní zapojení propojek je následující:
X1, X2 v poloze 12 V
X3 na zapojení nezáleží (např. R)
X4 v poloze DCD1
X5 rozpojena
X6 spojena
Umožňuje připojit maximálně 3 slave moduly.
Je-li potřeba připojit více slave modulů, musí
se připojit externí napětí UCC3 o velikosti 36 V.
Výstupní proud MUSÍ být omezen na hodnotu
50 mA, jinak dojde ke zničení piggy převodní- 11-
Zdroj
+36V
1
Zdroj
+36V
UCC2 6,7,14
UCC3
DCD
12
1
UCC3
DCD
Proudová
pojistka
2
RxD
3
TxD
5
GND
Proudová
pojistka
1
Vysílací
modulátor
+M-Bus
DB9F
Obr. 21: Převodník s modulem PMBMGS
(platí pro výrobní čísla piggy modulu
od 50580001 do 50580079 včetně)
1
8
DCD
Zdroj
+36V
UCC3
Proudová
pojistka
RTS MKO
2
RxD
3
TxD
5
GND
EN
1
Vysílací
modulátor
+M-Bus
DB9F RS-232
RxD
3
TxD
5
GND
1
Vysílací
modulátor
+M-Bus
DB9F
3,9
–M-Bus 2,4,5,
13
M-Bus DB15F
3,9
–M-Bus 2,4,5,
13
M-Bus DB15F
RS-232
Obr. 22: Převodník s modulem PMBM-GS
(platí pro výrobní čísla piggy modulu
od 50580080 do 50580100 včetně)
1
DCD
8
CTS
7
RTS
2
RxD
3
TxD
5
GND
Zdroj
+36V
UCC3
12
CTS
7
2
3,11
–M-Bus 2,4,5,
9,13
M-Bus DB15F
RS232
12
Proudová
pojistka
EN
1
Vysílací
modulátor
+M-Bus
DB9F RS-232
12
–M-Bus
M-Bus
3,9
2,4,
5,13
DB15F
Obr. 23: Převodník s modulem PMBM-GS
s automatickým řízením přijímače (platí pro
výrobní čísla piggy modulu od 50580101)
Obr. 24: Převodník s modulem PMBM-GS
s ručním řízením přijímače (platí pro
výrobní čísla piggy modulu od 50580101)
ku. Potom je možné připojit až 20 slave modulů. Na vývodu DCD je během příjmu indikováno přetížení. Délka vedení sběrnice je omezena maximálním úbytkem napětí na každém
vodiči (neměl by přesáhnout 0,5 V), který je závislý na klidovém odběru slave modulů (počet
modulů × 1,5 mA) a průřezu vodičů. Piny 6, 7,
14 konektoru DB15 musí zůstat nezapojeny –
je na nich vnitřní napájecí napětí strany M-Bus
piggy modulu.
Moduly s v.č. 50580080 až 50580100 mají blokové schéma zapojení na obr. 22 a od předchozího se liší zapojením vývodů na straně M-Bus.
Moduly od v.č. 50580101 mají stejné zapojení
svorek strany M-Bus s předchozí verzí, navíc
umožňují ovládat blokování přijímače signálem RTS nebo monostabilním klopným obvodem. Blokové schéma převodníku s automatickým řízením přijímače je na obr. 23, schéma
převodníku s ručním řízením přijímače je na
obr. 24. Je-li vstup RTS „piggy“ modulu připojen k výstupu MKO1 – AutoRTS (X3 v poloze A)
je po dobu vysílání příjem blokován. Je-li připojen k signálu RTS strany RS-232 (X3 v poloze
R), je řízen následovně: pro RTS=0 je příjem
blokován, pro RTS=1 je příjem povolen.
Vyrábí: ELSACO, Jaselská 177, 28000 Kolín, CZ
08. 12. 2010
tel. +420 321 27753, fax +420 321 27759
e-mail: [email protected], www.elsaco.cz
na tento výrobek bylo vydáno prohlášení o shodě Č.J. 004/97 a 005/97
- 12 -