Moduł CON014

Moduł CON014
Wersja na szynę 35mm
ƒ RS232<-> RS485
ƒ Pełna separacja galwaniczna 3.5kV.
ƒ Zabezpiecza komputer przed napięciem
220V podłączonym od strony interfejsu RS485
ƒ Kontrolki LED stanu wejść
i wyjść na płycie czołowej
ƒ Zasilanie 24DC / 100mA
ƒ Wszystkie wejścia, wyjścia, interfejs RS-485
oraz zasilanie separowane od siebie nawzajem
Przeznaczenie
Moduł CON014 przeznaczony jest do pracy w systemach wizualizacji i sterowania
współpracującymi z przemysłowymi komputerami PC lub innymi sterownikami
wyposażonymi w interfejs RS232 gdzie istnieje potrzeba podłączenia do szyny RS485.
Zabudowaliśmy go w obudowie przemysłowej do „zapięcia” na szynie 35mm.
Pracuje jako konwerter interfejsu komunikacyjnego standardu RS-232 na standard
przemysłowy RS-485 (422). Moduł tym różni się od innych modułów powszechnie
dostępnych na rynku, że posiada separację galwaniczną obu układów interfejsu od siebie
nawzajem i od zasilania.
Użyteczne właściwości modułu
Moduł został przystosowany do pośredniczenia pomiędzy klasycznym komputerem
klasy PC wyposażonym w gniazdo portu komunikacyjnego standardu RS-232 (lub
sterownikiem PLC) a instalacją zbudowaną z wykorzystaniem modułów pomiarowych (lub
sterowników PLC) wyposażonych w interfejs komunikacyjny RS-485 (422). Zapewnia
separację galwaniczną obu interfejsów od siebie nawzajem (oraz od zasilania modułu), dzięki
czemu możliwe jest bezpieczne uruchamianie oraz nadzorowanie pracy instalacji modułów
pomiarowych bez ryzyka uszkodzenia nadzorującego komputera w przypadku awarii
instalacji. Gdy np. nastąpi przebicie z sieci zasilającej 220/380V do któregokolwiek
z modułów pomiarowych lub łączącej je linii transmisyjnej, ewentualnemu uszkodzeniu
ulegnie część instalacji pomiarowej i/lub konwerter, natomiast zgromadzonym w komputerze
danym i jemu samemu nic nie grozi.
Z praktyki stosowania tych konwerterów ( a jest to już dobre 6 lat ) wynika, że
1
w przypadku „dość popularnego” podłączenia napięcia 220V na interfejs RS485 uszkodzeniu
ulega tylko część interfejsu RS485 – po wymianie układów scalonych i obwodów zasilacza,
konwerter może dalej pracować. Uszkodzenie nigdy nie przedostaje się dalej. Podobnie
w przypadku wyładowań atmosferycznych. Jednak wtedy zalecamy połączenie linii GND
interfejsu RS485 z przewodem PE. Dodatkowo w celu uzyskania właściwego stopnia ochrony
przeciwprzepięciowej dla linii danych należy zastosować moduły zabezpieczeń Phoenix
Contact , Obo Betterman lub podobne. Konwerter nie zabezpiecza przed przepięciami na linii
RS485 – ogranicza tylko ich skutki, sam czasami ulegając zniszczeniu.
Konwertery naszej konstrukcji pracują w wielu wymagających instalacjach
przemysłowych i poprawnie sterują nawet bardzo długie magistrale (ok. 1 km) w obecności
znacznych zakłóceń przemysłowych.
Wyprowadzenia i podłączenie elektryczne
Moduł został wbudowany w obudowie firmy Phoenix Contact UEGM40 wyposażonej
w 12 zacisków śrubowych (2 listwy po 6 zacisków).
Zamieszczony obok szkic poglądowy przedstawia schematycznie wyprowadzenia
modułu.
Rys.2 Rozmieszczenie wyprowadzeń na płycie czołowej
Na panelu czołowym ponad gniazdami interfejsów wbudowano sygnalizacyjne diody
LED pozwalające ocenić stan pracy konwertera. I tak:
ƒ zielona – zapalona sygnalizuje stan aktywny linii RXD (wyjściowej) interfejsu RS-232 Stan
logiczny linii RXD odpowiada stanowi logicznemu linii Rx/Tx interfejsu RS-485/422
ƒ czerwona – zapalona sygnalizuje stan aktywny linii TXD (wejściowej) interfejsu RS-232
Stan logiczny linii TXD jest przenoszony po konwersji poziomów napięć na linie Tx
interfejsu RS-422 i – gdy linia RTS przyjmuje stan aktywny – również na linie Rx/Tx
ƒ dwubarwna|zielona – zapalona sygnalizuje gotowość do odbioru danych przez linie Rx/Tx
(linia wejściowa RTS interfejsu RS-232 jest nie podłączona lub w stanie nieaktywnym)
ƒ dwubarwna|czerwona – zapalona sygnalizuje gotowość do nadawania danych przez linie
Rx/Tx (linia wejściowa RTS interfejsu RS-232 jest podłączona i w stanie aktywnym)
2
Parametry sygnałów wejściowych i wyjściowych
ƒ Zasilanie
Moduł wymaga zasilania stabilizowanym napięciem stałym 24V +-5%. Przekroczenie
dopuszczalnego napięcia lub podłączenie modułu do napięcia niestabilizowanego (tylko
prostownik za transformatorem 24V) może spowodować nieodwracalne uszkodzenie
zasilacza modułu. Wszystkie pozostałe wyprowadzenia modułu są odseparowane
galwanicznie od napięcia zasilającego 24V. W układzie zasilania zastosowano niezawodne
przetwornice firmy NEWPORT (jedne z najlepszych na świecie).
ƒ Złącze interfejsu RS-485/RS-422
Moduł spełnia standardowe wymagania interfejsu RS-485. Możliwe jest połączenie do
32 modułów w jednej podsieci. Cała magistrala jest spolaryzowana do stanu nieaktywnego
wewnątrz konwertera oraz terminowana rezystorem 120 ohm (dzięki czemu możliwe jest
użycie do okablowania magistrali standardowej ‘skrętki’ używanej do budowy sieci
komputerowych). Przy długich magistralach lub gdy magistrala biegnie blisko źródeł silnych
zakłóceń (maszyny elektryczne dużej mocy, nadajniki telefonii komórkowej lub radiowe)
zaleca się użycie kabla ekranowanego. Ekran magistrali powinien być uziemiony (połączony
z przewodem PE) w jednym i tylko jednym miejscu magistrali - przy konwerterze CON014
Linia 485 GND powinna być uziemiona (połączona z przewodem PE) w jednym
i tylko jednym miejscu magistrali - przy konwerterze CON014
Zastosowanie się do powyższych wskazówek pozwala na uniknięcie problemów
z komunikacją pomiędzy modułami a komputerem sterującym. Interfejs RS-485 jest
odseparowany galwanicznie od pozostałych wyprowadzeń modułu – interfejsu RS-232 oraz
zasilania.
Rys. 3 Schemat struktury wewnętrznej konwertera – tor nadawczy oraz nadawczo/odbiorczy
3
Rys. 4 Wykorzystanie modułu CON014 jako konwertera RS-232 / RS-422
Rys. 5 Wykorzystanie modułu CON014 jako konwertera RS-232 / RS-485
4
Rys. 6Przykładowa magistrala RS-422
z wykorzystaniem konwertera CON014
Rys. 7Przykładowa magistrala RS-485
z wykorzystaniem konwertera CON014
5
Tabela równoważności oznaczeń interfejsu RS-422/RS-485 konwertera CON014
oraz modułów pomiarowych firmy TOMAK
Nazwa
485 A+
Rx/Tx+
Rx/Tx A+
422R A+
485 BRx/TxRx/Tx B422R B485 GND
422R GND
422T GND
COM
422T A+
Tx+
Tx A+
422T BTxTx B422R RT
422T RT
485 RT
Funkcja
Linia odbiorcza interfejsu RS-422 oraz RS-485. Może też zostać użyta jako
linia nadawcza interfejsu RS-485 (przy aktywnym sygnale RTS)
Spoczynkowa polaryzacja do napięcia zasilania (+5V)
Linia odbiorcza interfejsu RS-422 oraz RS-485. Może też zostać użyta jako
linia nadawcza interfejsu RS-485 (przy aktywnym sygnale RTS)
Spoczynkowa polaryzacja do masy (GND)
Masa sygnałowa (linia wspólna, potencjał odniesienia) dla interfejsu RS-422
oraz RS-485. Odseparowana galwanicznie od masy interfejsu RS-232
Linia nadawcza interfejsu RS-422 (przy aktywnym sygnale RTS)
Spoczynkowa polaryzacja do napięcia zasilania (+5V)
Linia nadawcza interfejsu RS-422 (przy aktywnym sygnale RTS)
Spoczynkowa polaryzacja do masy (GND)
Terminacja magistrali odbiorczej interfejsu RS-422
Aktywowana po zwarciu zacisku 422R RT z zaciskiem 422R A+
Terminacja magistrali nadawczej interfejsu RS-422
Aktywowana po zwarciu zacisku 422T RT z zaciskiem 422T A+
Terminacja magistrali nadawczo-odbiorczej interfejsu RS-485
Aktywowana po zwarciu zacisku 485 RT z zaciskiem 485 A+
6