Moduł CON012

Moduł CON012
Wersja biurkowa
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 15V DC / 200mA
ƒ Wszystkie wejścia, wyjścia, interfejs RS-485
oraz zasilanie separowane od siebie nawzajem
Przeznaczenie
Moduł CON012 przeznaczony jest do pracy w systemach wizualizacji i sterowania
współpracującymi z biurowymi komputerami PC. Zabudowaliśmy go w obudowie do
postawienia na biurku obok komputera.
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 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
w przypadku „dość popularnego” podłączenia napięcia 220V na interfejs RS485 uszkodzeniu
1
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 estetycznie wykonaną i trwała obudowę metalową
przeznaczoną do pracy na biurku obok komputera.
Jest wyposażony w dwa złącza typu DB9 do podłączenia interfejsów komunikacyjnych oraz
gniazdo zasilające typu JACK. Do usytuowanego po prawej stronie podłącza się komputer PC
za pośrednictwem przedłużacza RS-232 zakończonego po obu stronach wtykami DB9 typu
żeńskiego, do lewego – magistralę transmisyjną do modułów pomiarowych wyposażonych
w interfejs RS-485 lub RS-422.
Zamieszczone niżej szkic poglądowy przedstawia schematycznie wyprowadzenia
modułu konwertera.
Rys.2 Rozmieszczenie wyprowadzeń na płycie czołowej konwertera CON012
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
2
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)
Parametry sygnałów wyjściowych i wejściowych
ƒ Zasilanie
Moduł wymaga zasilania stabilizowanym napięciem stałym 15V +-5% z załączonego
do kompletu zasilacza 15V DC / 300mA. Przekroczenie dopuszczalnego napięcia lub
podłączenie modułu do napięcia niestabilizowanego (tylko prostownik za transformatorem
12V) może spowodować nieodwracalne uszkodzenie zasilacza modułu. Wszystkie pozostałe
wyprowadzenia modułu są odseparowane galwanicznie od napięcia zasilającego 15V.
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 CON012.
Linia 485 GND powinna być uziemiona (połączona z przewodem PE) w jednym
i tylko jednym miejscu magistrali - przy konwerterze CON012.
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.
3
Rys. 3 Schemat struktury wewnętrznej konwertera – tor nadawczy oraz nadawczo/odbiorczy
Rys. 4 Wykorzystanie modułu jako konwertera RS-232 / RS-422
Rys. 5 Wykorzystanie modułu jako konwertera RS-232 / RS-485
4
Rys. 6 Schemat ideowy kabla „na wprost” do połączenia komputera PC z konwerterem CON012
Rys. 7 Przykładowa magistrala RS-422
z wykorzystaniem konwertera CON012
Rys. 8 Przykładowa magistrala RS-485
z wykorzystaniem konwertera CON012
5
Tabela równoważności oznaczeń interfejsu RS-422/RS-485 konwertera CON012
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