Интрефейсы rs-485/ rs-422/ rs-232
RS-485 (англ. Recommended Standard 485), EIA-485— стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса. Регламентирует электрические параметры полудуплексной многоточечной дифференциальной линии связи типа «общая шина». Стандарт приобрел большую популярность и стал основой для создания целого семейства промышленных сетей широко используемых в промышленной автоматизации.
Достоинства: двусторонний обмен данными между устройствами, работа с несколькими трансиверами (устройство для передачи и приёма сигнала между двумя физически разными средами системы связи.) т.е. организация сетей большой длинны линий связи, высокая скорость передачи.
В основе построения интерфейса RS-485 лежит дифференциальный способ передачи сигнала, когда напряжение соответствующее 0 или 1 отсчитывается не от земли, а считается как разность потенциалов между двумя передающими линиями.
Н
а
рисунке представлено соединение 3-х
устройств с интерфейсом RS-485
по двухпроводной схеме. Напряжение
каждой линии относительно земли может
быть произвольным, но не должно выходить
за пределы от -7 до +12 В. Причём при разности
напряжений от 200мВ до +12 В, считается что
на линии установлено значение логической
1. При напряжении от -200мВ до -7 В установлено
значение логического 0. Для минимизации
чувствительности линии к электромагнитным
наводкам используется витая пара.
Максимальная длинна линии связи
1200 м, при
скорости передачи данных 100кБит/сек.
Для предотвращения влияния передатчика
и приёмника используется 3-е высокоомное
состояние выходов.
Интерфейс RS-485 имеет 2 версии: двухпроводную и четырёхпроводную. Двухпроводная используется для полудуплексной передачи, а для дуплексной передачи используют четырёхпроводную, т.е. 4 линии связи по 2 в каждом направлении. Топология сетей на основе интерфейса RS-485 определяется тем, что она должна быть как единая линия без отводов, к которой подключено не более 32 устройств с интерфейсом RS-485 при скоростях близких к максимальным, а при низких скоростях(9,6 кБит/сек) эти требования не так строги.
При необходимости увеличения расстояния более 1200 м используют ретрансляторы. Они обычно имеют гальваничекую развязку и являются двунаправленными.
Интерфейс RS-422 В RS-422 способ передачи дифференциальный (для приема передачи используется одна пара проводов, иногда один. Более устойчивы к шумам, перекрестным помехам), максимальное количество приемников 10, длинна кабеля 1200м, скорость передачи до 10Мбит/с.
Интерфейс RS-232. В RS-232 используется однофазный способ передачи, максимальное количество приемников 1, длинна кабеля 15м, скорость передачи до 460 кбит/с.
Интерфейс Profibus
Profibus (ProcessFieldBus)— Сеть Profibus — это комплексное понятие, она основывается на нескольких стандартах и протоколах. Она позволяет объединять разрозненные уст-тва автоматизации в единую систему на уровне датчиков и приводов.
P
rofibus
в соответствии с моделью OSI
имеет всего 2 уровня: физический (отвечает
за характеристики физической передачи),
канальный (определяет протокол доступа
к шине).Profibus
имеет 3 модификации: ProfibusDP,profibusFMS,
profibusPA.ProfibusDP
для децентрализованной периферии
использует уровни 1и 2 модели OSI,
а также пользовательский интерфейс.
ProfibusPA
для автоматизации
технологических процессов использует
физический уровень, который обеспечивает
питание сетевых устройств через шину
и не совместим с RS-485,
обеспечивает режим работы во взрывоопасной
зоне. На физическом уровне Profibus
использует стандарт RS-485
при скорости передачи до 12Мбит/сек.
Размеры сегментов сети до 32 устройств.
При необходимости увеличить число
устройств используют ретрансляторы
или повторители устройств. Для увеличения
дальности передачи в Profibus
есть возможность работы оптоволоконным
кабелем. Дальности при этом может
составлять до 15 км. Оптоволоконные
интерфейсы выполняют в виде сменных
модулей для контроллеров. В сети Profibus
для доступа ведущих устройств к сети
используют метод передачи маркера. В
этом методе сеть имеет логическую
топологию кольца. Каждое ведущее
устройство получает доступ к сети только
при получении маркера. По истечении
определённого времени это уст-во должно
передать маркер следующему ведущему
устройству, кот получает доступ так же
на время пока маркер у него. Таким образом
кажд ведущему уст-ву выделяется только
заданный интервал времени. Этот интервал
может быть установлен при конфигурировании
системы.
В методе ведущий-ведомый процедуру коммуникации с ведомым устройством выполняет мастер, который обладает маркером. Во время обладания маркером мастер становится ведущим по отношению к другим мастерам, т.е. может выполнять коммуникацию мастер-мастер. В задачи активного устройства входят: обнаружение наличия или отсутствия маркера сразу после начала работы сети, передача маркера следующему устройству в порядке возрастания адресов, удаление адресов вышедших из строя, добавление новых адресов, обеспеч задан периода обращения маркера по сети.
Коммуникационный профиль DP состоит в эффективном обмене данными ПЛК или компа с датчиками, исполнительными устройствами. DP предоставляет возможность апериодического обмена для установки параметров контроля режимов работы и обработки сигналов тревоги. Средства диагностики DP обеспечивают быстрое обнаружение места появления ошибки и пересылку соответствующего сообщения ведущему устройству. Диагностические средства делят на 3 уровня:
Уровень устройства (касается общих признаков работоспособности устройства)
Уровень модуля ввода/вывода входящ в состав устройства модульной конструкции
Уровень канала модуля.
В сети могут использоваться устройства 3 типов: 1) DPMaster1 класса (центральный контроллер, который циклически обменивается инфой с ведомыми устройствами с заранее определённым периодом;2) DPMaster2 класса ( к устройству для конфигурир системы , наладки, обслуживания или диагностики) ; 3) Ведомое устройство , которое выполняет сбор инфы или выдачу её исполнительному устройству.
Profibus использует 2 типа передачи сообщения: с уведомление и без уведомления. Сообщения в Profibus называются телеграммой. Телеграмма может содержать до 256 байт из них 244 байта данных +11 служебных байт.