3.1 Інтерфейс rs-485

RS-485 - півдуплексний багатоточковий послідовний інтерфейс. Передача даних здійснюється по одній парі провідників за допомогою диференціальних сигналів. Різниця напруг між провідниками однієї полярності означає логічну одиницю, різниця іншої полярності - нуль.

Стандарт RS-485 спільно розроблений двома асоціаціями: Асоціацією електронної промисловості (ЕІА - Electronics Industries Association) і Асоціацією промисловості засобів зв'язку (ТІА -Telecommunications Industry Association). Раніше ЕІА маркувала всі свої стандарти префіксом "RS" (Рекомендований стандарт). Багато інженерів продовжують використати це позначення, однак ЕІА/ТІА офіційно замінив "RS" на "ЕІА/ТІА"з метою полегшення ідентифікації походження своїх стандартів.

У стандарті RS-485 для передачі й прийому даних часто використається єдина вита пара провідників. Процедури спільного використання лінії передачі вимагають застосування певного методу керування напрямком потоку даних. Найбільше широко розповсюдженим методом є використання сигналів RTS (Request To Send) і CTS (Clear To Send).

Інтерфейс RS-485 підтримує стандарти зазначені в табл.3.1.

Таблиця 3.1 - Стандарти які підтримує інтерфейс RS-485

США	Франція	Німеччина	Інші
ЕІА/ПА-422 90kbit/l,2km
ЕІАЛПА-422А ЕІА/ТІА-485 BitBus (Intel, Protocol HLDC) Підтримка мереж: BitBus, MotiBus, InterBus-S, DIN Measuring Bus	CCITTV.10-Несиметричні CCITTV.ll-Симетричні	DIN 66 259-3 DIN 66 259-4 (4-Ware RS-485) Інтерфейс вимірювальних систем DIN 66 348-2 (4-Ware RS-485) DIN Measuring Bus	IEEE 111& (4-Ware BitBus) ISО/IЕС 8482 (4-Ware RS-485)

22

Характеристики інтерфейсу RS-485:

• 32 прийомопередавачі при багатоточковій конфігурації мережі (на одному сегменті, максимальна довжина лінії в межах одного сегмента мережі -1200 метрів).

• тільки один передавач активний;

• максимальна кількість вузлів у мережі - 250 з урахуванням магістральних підсилювачів;

• характеристика швидкість обміну/довжина лінії зв'язку

(залежність експонентна):

• 62,5 Кбіт/с 1200 м (одна вита пара);

• 375 Кбіт/с 300 м (одна вита пара);

• 2400 Кбіт/с 100 м (дві виті пари) (на швидкостях обміну понад 500 Кбіт/с рекомендується використовувати екрановані виті пари).

• тип прийомопередавачів - диференціальний, потенційний;

• зміна вхідних і вихідних напруг на лініях А і В: Ua (Ub) від

-7Вдо+12В(+7В).

3.2 AS-інтерфейс

AS-інтерфейс (Actuators/Sensors interface - інтерфейс виконавчих пристроїв і датчиків) є відкритою промисловою мережею нижнього рівня систем автоматизації, що призначена для організації зв'язку з виконавчими пристроями й датчиками. AS-інтерфейс дозволяє підключати датчики й виконавчі механізми до системи керування за допомогою одного неекранованого двожильного кабелю, який забезпечує як живлення всіх мережевих пристроїв, так і опитування датчиків і видачу команд на виконавчі механізми. Технічні принципи побудови AS-інтерфейсів забезпечують можливість їхнього гнучкого використання також і в зонах з підвищеною електричною й електромагнітною

зашумленістю.

Технічні характеристики системи на базі AS-інтерфейсу:

• топологія - шина, дерево, зірка, кільце;

• принцип організації комунікацій - Master-Slave;

• число ведених пристроїв (Slave) - до 62;

• число датчиків, що підключаються, і виконавчих механізмів - до 4 датчиків і 3 виконавчих механізмів на один ведений пристрій (до 248 датчиків і 186 виконавчих механізмів на один ведучий

пристрій);

• адресація - жорстко встановлені адреси пристроїв-вузлів, установка здійснюється за допомогою засобу адресації;

23

• максимальна довжина лінії зв'язку без повторювачів - до 100 м (з повторювачами - до 300 м);

• електроживлення - через шину AS-інтерфейсу: 2,8 А (ном.) [8 А (макс.) при 29,5 - 31,6 В];

• час циклу відновлення даних при 31 веденому пристрої - не перевищує 5 мс (при 62 ведених пристроях - не перевищує 10 мс);

• функції менеджменту AS-інтерфейсу типу Master-ініціалізація мережі, ідентифікація пристроїв-вузлів, ациклічна передача параметрів пристроям у мережі, діагностика передачі даних і стану пристроїв типу Slave, передача повідомлень про помилки системі керування, адресація замінених пристроїв Slave;

• швидкість передачі даних - до 53 Кбіт/с при загальній пропускній здатності 167 Кбіт/с;

• структура повідомлень - одноадресне повідомлення ведучого пристрою із прямою відповіддю веденого пристрою;

• корекція помилок - ідентифікація помилок і повторний запит з боку ведучого пристрою;

• метод доступу - циклічне опитування (сканування) ведених пристроїв, циклічна передача даних в пам'ять центрального процесора контролера/комп'ютера або пересилання у зворотному напрямку;

• ступінь захисту устаткування системи - до ІР67.

Структура AS-інтерфейсу показана на рис.3.1, а порядок формування повідомлень описаний у таблицях 3.2, 3.3, 3.4

	Пауза ведучого	Відповідь веденого		Пауза веденого
Запит ведучого пристрою	пристрою	пристрою		пристрою

5Т

SB

А4

A3

А2

АІ

А0

14

ІЗ

12

11

10

РВ

ЕВ

ST

ІЗ

12

11

10

РВ

Е8

ST - стартовий біт; SB - керуючий біт; А4...А0 - адреса веденого пристрою; 14...10 - інформаційна частина (дані) від ведучого пристрою до веденого й від веденого до ведучого; РВ - біт паритету; ЕВ - ознака кінця телеграми (кінцевий біт)

Рисунок 3.1 - Структура AS-інтерфейсу

24

Таблиця 3.2 - Біти запиту ведучого пристрою (master)

ST	Стартовий біт	Маркує початок запиту ведучого пристрою: 0 - дійсний стартовий біт 1 - не допускається
SB	Управляю­чий біт	Визначає тип запиту (запит даних, параметра і т.д.): 0 - запит даних, параметра, адреса 1 - запит команди
АО... А4	Адрес	Адрес запитуваного ведучого пристрою (5 розрядів)
10... 14	Інформація	5 інформаційних розрядів, які відповідають типу запиту (параметр, команда)
РВ	Біт паритету	Сума всіх «1» в запиті ведучого пристрою повинна бути парною
ЕВ	Кінцевий біт	Формує кінець запиту ведучого пристрою: 0 - не допускається 1 - ознака кінцевого біту

Таблиця 3.3 - Біти відповіді веденого пристрою (slave)

ST	Стартовий біт	Маркує початок відповіді веденого пристрою: 0 - дійсний стартовий біт 1 - не допускається
10... ІЗ	Інформація	4 інформаційні розряди вказують, наприклад, параметр, встановлений порт вводу/виводу, статус веденого пристрою
РВ	Біт паритету	Сума всіх «1» в відповіді веденого пристрою повинна бути парною
ЕВ	Кінцевий біт	Формує кінець відповіді веденого пристрою: 0 - не допускається 1 - ознака кінцевого біту

Таблиця 3.4 - Запити ведучого пристрою

	ST	SB	5 адресних розрядів	5 розрядів інформації	PB	EB
Запит даних	0	0	А4 A3 А2 А1 АО	0 D3 D2 Dl DO	PB	1
Записати параметр	0	0	А4 A3 А2 А1 АО	1 D3 D2 Dl DO	PB	1
Присвоєння адресу	0	0	0 0 0 0 0	A4 A3 A2 Al АО	PB	1
		Інш	і команди
Скидання веденого пристрою	0		А4 A3 А2 А1 АО	1 1 1 0 0	PB	1
Видалення адреси	0		А4 A3 А2 А1 АО	0 0 0 0 0	PB	і
Зчитати конфігурацію вводу/виводу	0		А4 A3 А2 А1 АО	1 0 0 0 0	PB	1
Зчитати ідентифікаційний код	1		А4 A3 А2 А1 АО	1 0 0 0 1	PB	1
Зчитати статус	0		А4 A3 А2 А1 АО	1 1 1 1 0	PB	I

При наявності в системі спеціальних модулів AS-інтерфейс дозволяє підключати звичайні широко розповсюджені датчики й виконавчі механізми (оис.3.2). Крім того, в наш час істотно

Рисунок 3.2 - Схема підключення пристроїв до AS-інтерфейсу

26

розширюється номенклатура датчиків і виконавчих механізмів вбудованою в їх електронну частину інтегральною мікросхемої веденого пристрою AS-інтерфейсу (рис.3.3). На рис.3.4 показан схема модуля зв'язку мережі AS-інтерфейсу з датчиками виконуючими пристроями без вбудованих мікросхем веденог поисгоою (із зовнішнім AS-iHTeDtbeficoM^-).

Рисунок 3.3 - Схема датчика або виконуючого пристрою з інтегрованим AS-інтерфейсом

Рисунок 3.4 - Схема модуля зв'язку мережі AS-інтерфейсу з датчиками й виконуючими пристроями без вбудованих мікросхем веденого пристрою (із зовнішнім AS-інтерфейсом)

27