RS-485 (1032047)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

http://circuitcellar.com/googlead/trialprint.aspБоб ПерринИн т ер ф ей с R S -4 8 5 – н а ук а иис к ус с тв о !Перевод с английского А.Бутенко, менеджер по продукту, представительство Teldor РоссияВВЕДЕНИЕПри упоминании термина «многоточечная сеть» Вы, скорее всего, сразу вспомните обинтерфейсе RS-485, разработанном в 1983 году и ставшем общепризнанным стандартом дляразличных сфер промышленной автоматизации, начиная с автоматизации торгового оборудования изаканчивая автоматизацией заводских цехов.Зачастую задача построения сети RS-485 возлагается на системного интегратора или дажеразработчика программного обеспечения, при этом заказчик обычно мыслит следующим образом:мол, интерфейс RS-485 – это всего лишь витая пара проводников, с подключением которой справитсядаже ребенок.

На самом же деле, все значительно сложнее, чем кажется.Даже квалифицированные инженеры не всегда способны построить надежную сеть RS-485.Причин тому две. Во-первых, бытует заблуждение, что авторы стандарта RS-485 прописали всетонкости и особенности, а нам осталось лишь соединить узлы парой проводов. Во-вторых, многиепросто не знают о чем этот стандарт.ПОДГОТОВКАПрежде чем приняться за любое дело стоит тщательно изучить проблематику.

Подобноеправило распространяется и на технологию RS-485: прежде чем тратить тысячи долларов напостроение сети следует предварительно обзавестись соответствующей документацией (см. Списоклитературы) и проработать ее.Из приведенного перечня литературы лишь два документа распространяются на коммерческойоснове – сам стандарт и практическое руководство к нему. Последняя редакция стандарта RS-485датирована 3.03.1998 и называется TIA/EIA-485-A.

Ассоциацией телекоммуникационнойпромышленности (Telecommunications Industry Association – TIA) совместно с Альянсом электроннойпромышленности (Electronic Industries Alliance – EIA) также выпущен технический бюллетень(telecommunications systems bulletin – TSB89) под названием «Практическое руководство к стандартуTIA/EIA-485-A» (Application Guidelines for TIA/EIA-485-A).Стандарт умещается на 17 страницах и ограничивается определением характеристик линейныхдрайверов (line drivers) и приемников (receivers). О линиях передачи и сетевой топологии ничего несказано. 3 из 17 страниц отведены под Приложение А, являющееся информационным дополнением кстандарту, причем организация TIA/EIA не считает его частью стандарта. В Приложении Асодержится лишь краткое руководство к применению устройств RS-485.В бюллетене TSB89, состоящем из 23 страниц, содержится объяснение методикииспользования устройств, описанных в стандарте TIA/EIA-485-A, на основе физической сети.Ознакомление с обоими вышеназванными документами излечит любого специалиста от слепойверы в стандарт RS-485.

Вообще, использование этих документов в качестве справочного материалавесьма полезно при оценке физических особенностей и тонкостей функционирования конкретныхприложений на практике.RS-485Прежде чем углубиться в подробности рассмотрим некоторые общие характеристики сети,построенной с использованием драйверов (drivers) и приемников (receivers), соответствующихтребованиям стандарта TIA/EIA-485-A.RS-485 является полудуплексной многоточечной сетью, т.е. к одной линии возможно подключениемножества передатчиков и приемников, причем в любой момент времени активен только одинпередатчик. Рассмотрение соответствующего коммуникационного протокола выходит за рамкистандарта TIA/EIA-485-A. Получается, что специалист по разработке программного обеспечения воленприменять любой тип сетевого протокола, который, по его мнению, подходит для данного проекта.По своей природе линии передачи RS-485 дифференциальны.

Существует два провода – А и B.Драйвер подает на оба провода комплементарные напряжения. На Рис.1 представлено определениестандартом EIA-485-A параметров VOA, VOB и VO. При понижении напряжения VOA повышаетсянапряжение VOB и, наоборот, при понижении напряжения VOB повышается напряжение VOA. Большинствофизических частей также обладают возможностью вводить провода А и В в «третье состояние» (tristate,т.е. отключенное состояние).Сигналы А и В комплиментарны, но это не означает, что одинсигнал является обратным током другого. Цепь RS-485 – это нетоковая петля. У драйверов и приемников должна быть общаяземля, поэтому употребление термина «двухпроводная сеть» несовсем корректно при описании цепей RS-485. Более подробно мырассмотрим этот вопрос позднее.Приемники реагируют на разницу между сигналами А и В. VO– дифференциальное напряжение.

Приемники воспринимают 200мВ разницу между напряжениями VOA и VOB. Разница менее 200 мВне распознается.Использование технологии RS-485 позволяет строить сетидлиной до 1200 м, со скоростью передачи до 10 Мбит/с, причемРис. 1 – Взаимосвязь между параметрамискорость передачи данных зависит от длины кабельного сегментаVOA, VOB и VO подробно определена в[1]. На Рис.

2 представлен типичный график зависимости скоростипередачи данных (в битах) от длины кабельного сегмента.стандарте TIA/EIA485AПроизводительность сети может разниться в зависимости отиспользуемых типов кабеля, терминальных резисторов, драйверов и приемников, от уровняэлектромагнитной интерференции и физической геометрии сети.В стандарте TIA/EIA-485-A вводится понятие«единичная нагрузка» (unit load – UL) иуказывается, что драйвер RS-485 долженобеспечивать передачу информации для 32единичных нагрузок. Согласно задумке авторовстандарта производители оборудования будутразрабатывать приемники и приемопередатчики (сдрайвером в высокоимпедансном (high-Z state)состоянии), которые будут создавать по 1единичной нагрузке на линии.Таким образом, логично предположить, чтосеть RS-485 поддерживает только 32 узла.Подобныймифполучилширокоераспространение, но это не совсем так.В настоящее время производители оборудованияпоставляют трансиверы, специфицированные как1/4 (DS1487) и даже 1/8 (MAX1482) единичнойнагрузки.Предположим,чтокаждыйузелпредставляет 1/8 единичной нагрузки на линиюРис.

2 – Зависимость скорости передачи данных от длиныпередачи, в этом случае сеть, основанная накабельного сегмента вызвана ограничениями по задержкетехнологии RS-485, будет поддерживать до 256распространения сигнала по линии передачиузлов (32 единичные нагрузки * 8 узлов,составляющих одну единичную нагрузку = 256 узлов).Использование повторителей (repeaters) позволяет объединять различные сети, достигаяпрактически неограниченного количества узлов. Но в больших сетях с многочисленными повторителямии длинными линиями передачи, заметным фактором становится задержка распространения, котораяможет привести к неприемлемому снижению скорости передачи данных.ООО «ИМАГ» дистрибьютор компании TELDOR на территории РФwww.emag.ru, т. (495)3627714 ф.

(495)3627699Стр. 2 из 10TELDOR Wires&Cables Ltdwww.teldor.comНекоторые драйверы характеризуются медленным нарастанием выходного напряжения, поэтомуих часто называют драйверами с ограничением скорости нарастания выходного напряжения (slew-ratelimited drivers). Использование подобных драйверов позволяет применять более длинные кабельныесегменты и снизить уровень электромагнитной интерференции, излучаемой сетью.После получения общего представления о природе сетей RS-485 перейдем к рассмотрениюнекоторых потенциальных трудностей, связанных с их построением.ЗАЗЕМЛЕНИЕПравильное заземление является, вероятно, наиболее сложным для понимания вопросом,возникающим при построении надежной сети RS-485. И хотя существует достаточно хорошейсправочной литературы, многие люди, очевидно, неправильно понимают проблему заземления [2, 3].Более всего следует следить за параметром «синфазное напряжение» (common mode voltage –Vcm).

На Рис. 3 представлено определение напряжения Vcm. Согласно стандарту TIA/EIA-485-A:«Синфазное напряжение (Vcm) является суммой разности потенциалов земли, напряжения разбалансагенератора (драйвера) и продольного напряжения помех».Идентичное напряжение Vпомех подается наоба провода. Результат обычно называетсясинфазнымнапряжениемпомех.Прииспользовании витой пары в целях упрощенияследует моделировать Vпомех как синфазноенапряжение.Напряжение Vразности потенциалов земли являетсяпараметром,который,очевидно,являетсяисточникомнаибольшегочислапроблем.Проблемывозникаютиз-зачрезмерногоупрощенного представления о том, что земляявляется идеальным проводником, который можетпоглотить безграничное количество энергии.

Этопредставление далеко от правды [4, 5].В нормальных условиях в промышленнойсети электрические потенциалы земли могутотличаться от цепи к цепи на несколько вольт. ВРис. 3 – Синфазное напряжение на приемнике зависит от трехбольшинстве случаев источником возникновенияпараметров, на два из которых (Vпомех и Vразности потенциалов земли)этих потенциалов служат утечки тока изинженеру следует обратить вниманиеоборудования в систему заземления.Тем не менее, в моменты электрической активности (грозовые разряды и т.д.) возможенмгновенный рост разности потенциалов между землей в различных частях здания до десятков или сотенвольт в зависимости от геометрии электрических полей.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы