74

Převodník sériového rozhraní SLC-67/73/74

Převodníky SLC-67/73/74 jsou určeny k převodu a galvanickému oddělení signálů rozhraní RS232C (V.24, V.28) na rozhraní RS232C, RS422, RS485 nebo proudovou smyčku 20 mA. Typ galvanicky oddělené strany je určen osazením převodního modulu „piggy“. Výměnou modulu „piggy“ je možné kdykoliv změnit typ rozhraní nebo počet přenášených signálů. Převodník je ve stolním provedení s připojovacími konektory na zadní straně skříňky. Napájení je vždy externí, podle typu 230 V AC, 12 V nebo 24 V DC. Obj. číslo kompletu převodníku vč. piggy EI5067.90 EI5073.90 EI5074.90 EI5067.50 EI5073.50 EI5074.50 EI5067.30 EI5073.30 EI5074.30 EI5067.20 EI5073.20 EI5074.20 EI5067.40 EI5073.40 EI5074.40 EI5067.70 EI5073.70 EI5074.70 EI5067.80 EI5073.80 EI5074.80

Napájení 230 V AC 12 V DC 24 V DC 230 V AC 12 V DC 24 V DC 230 V AC 12 V DC 24 V DC 230 V AC 12 V DC 24 V DC 230 V AC 12 V DC 24 V DC 230 V AC 12 V DC 24 V DC 230 V AC 12 V DC 24 V DC

Rozhraní

Typ piggy

Obj. číslo samostatného modulu piggy

použité signály strany RS232

RS232C

P232GS

EI5055.30

RxD, TxD, RTS, CTS

RS232C

P232GE

EI5055.10

RxD, TxD, RTS, CTS, DTR, DCD

RS422

P422GS

EI5052.30

RxD, TxD, RTS, CTS

RS422

P422GE

EI5052.10

RxD, TxD, RTS, CTS, DTR, DCD

RS485

P485GS

EI5054.10

RxD, TxD, RTS

20 mA loop

PL20GS PL20G

EI5056.10 EI5047

RxD, TxD

M-Bus master

PMBMGS

EI5058.10

RxD, TxD, DCD

Základní popis

RS232C 2

RxD

RxD

TTL side

User side

4

1

8

Převodníky 15 Piggy 2 ERR SLC-67/ 73/74 jsou 7 MKO 80ms Back 3 DCD řešeny jako modu- 1 DCD 9 14 P232G 4 X6 lární zařízení, P485G 6 TxD 5 P422G 5 umožňující vytváře13 TxD 6 PL20G ní sestav podle kon- 3 X3 5 RTS 7 7 krétních požadav12 MKO 7ms 8 CTS ků. Základní deska 7 RTS 8 4 9 obsahuje napájecí 11 DTR 10 6 zdroj a převod sigX5 3 11 & CEX nálů RS232 na lo- 8 CTS 10 3 12 gické úrovně TTL. 2 13 2 DTR 4 Na základní desce 9 1 14 je nasazen modul 6 DSR 1 „piggy“, který realiDB15F zuje galvanické od- 9 RI +5V GND dělení a převod na X2 +12V X1 EI5067: 230V AC signály příslušného +5V EI5073: 12V DC GND 5 rozhraní. Moduly EI5074: 24V DC SG – + „piggy“ jsou dodá- DB9F Napájecí obvody vány také samostatObr. 1: Blokové schéma zapojení převodníku ně. Napájení všech obzdroj s transformátorem (verze s napájením vodů převodníku zajišťuje vestavěný síťový 230 V AC) nebo měnič (provedení s napájením 12 nebo 24 V DC). U převodníků s měničem DCD a (SLC-71/72) je signálová indikace přetržení zem rozhraní RS232 záX6 proudové X4 smyčky kladové desky (GND) galvanicky oddělena od časová druhého rozhraní i od naRt konstanta autoRTS pájecího napětí. X3 RTS Datové signály jsou vyveX5 CTS deny na konektory Can+ non, strana RS232 na místo pro osazení DB9F (dutinky), strana modulu galvanicky odděleného „piggy“ rozhraní na DB15F (duRF zakončovací tinky). Oba konektory odpory přijíRE mače CTS jsou umístěny na zadní napájení RD straně krabičky. PřevodX1 X2 níky s rozhraním RS485 RC zakončovací RB odpory přijí- jsou na této straně vybamače RxD veny jednostupňovou RA ochranou prvky transil, konektor DB15F konektor které zvyšují odolnost pro galvanicky DB9F pro oddělené rozhraní proti přepětí na lince. RS232 X4

Obr. 2: Umístění propojek a volitelných prvků na základní desce převodníku -2-

Technické parametry

Výstupní diferenciální napětí vysílače typ. 3,7 V Napájení: min. 1,5 V EI5067.xx 230 V AC ±10%, 50 Hz, 4 VA Max. délka připojeného vedení 1200 m EI5073.xx 12 V ±15%, max 250 mA EI5074.xx 24 V ±15%, max 150 mA Rozhraní RS485 Izolační napětí galvanického oddělení mezi Max. přenosová rychlost 2 MBd rozhraními: Vstupní odpor přijímače 12 kΩ Citlivost přijímače min. ±200 mV EI5067.20, EI5067.30 1000 V AC Výstupní diferenciální napětí vysílače EI5067.40 2000 V AC typ. 3,7 V EI5067.50, EI5067.90 1000 V AC min. 1,5 V EI5067.70 2000 V AC Max. délka připojeného vedení 1200 m EI5073.xx, EI5074.xx 500 V AC Max. napětí signálových vodičů proti SG Rozměry 110×91×41 mm trvale 6V Stupeň krytí IP30 špičkově 11 V Rozsah pracovních teplot –10 ÷ 50 °C Max. napětí SG proti uzemnění Rozhraní RS232 trvale 24 V Max. přenosová rychlost 115,2 kBd špičkově 36 V Vstupní odpor přijímače min. 7 kΩ Rozhraní smyčka 20mA Výstupní napětí vysílače typ. ±8 V Max. přenosová rychlost 38,4 kBd Max. délka připojeného vedení 15 m Vstupní proud pro úroveň L < 3 mA Rozhraní RS422 Vstupní proud pro úroveň H > 15 mA Max. přenosová rychlost 2 MBd Max. délka připojeného vedení 1500 m Vstupní odpor přijímače 12 kΩ Citlivost přijímače min. ±200 mV Rozhraní M-Bus master Max. přenosová rychlost 9,6 kBd Max. počet slave modulů 3 označení signálu pro rozhraní špička Max. počet slave modulů s externím DB15 RS232 RS422 RS485 20 mA M-Bus napájením 20 1 SG SG SG SG SG 2 TxD –TxD –RxTxD — –MBus SLC-67/73/74 PC 3 RxD –RTS — — +MBus označení signálu označení signálu 4 CTS –RxD –RxTxD RxD– –MBus špička konektor - pinů 5 RTS –CTS — RxD+ –MBus typ typ 9 25 6 — –DTR2) — — UCC2 DCD 1 výstup → vstup 1 8 DCD 7 SG +DCD2) — +12 V UCC2 RxD 2 výstup → vstup 2 3 RxD 1) 2) 8 DCD –DCD — I2out — TxD 3 vstup ← výstup 3 2 TxD 9 — +TxD +RxTxD — +MBus DTR 4 vstup ← výstup 4 20 DTR 10 DTR1) +RTS — TxD+ — GND 5 společný vodič 5 7 SG 11 — +RxD +RxTxD TxD– — DSR+) 6 výstup → vstup 6 6 DSR 12 +CTS — — UCC3 RTS 7 vstup ← výstup 7 4 RTS 13 — +DTR2) — — –MBus CTS 8 výstup → vstup 8 5 CTS 14 SG SG SG +12 V UCC2 RI 9 nepoužit 9 22 RI 15 +5 V +5 V +5 V I1out — +) signál DSR je v převodníku spojen se signá1) pouze pro provedení EI5067/73/74.50 lem DTR - viz blokové schéma 2) pouze pro provedení EI5067/73/74.20 Tab. 1: Rozmístění signálů konektoru RS232 Tab. 2: Zapojení konektoru DB15F a připojení k PC COM portu - 3-

Připojení signálů, konektory

A: automatické ovládání vysílače – pro Strana rozhraní RS232 základové desky je vyvysílání je na modul „piggy“ monostavedena na konektor DB9F, zapojení je stanbilním obvodem generován signál dardní PC COM port – k počítači se připojuje RTS=0 (pro piggy P422G.. a P485GS) prodlužovacím kabelem. Pojmenování signálů A: Automatické ovládání vysílače – pro strany RS232 souhlasí s COM portem – jedná vysílání je na modul „piggy“ monostase pouze o prodloužení. Signál RxD je tedy na bilním obvodem generován signál převodníku výstupem a vede na stejnojmenný RTS=1 (speciální použití) vstup portu PC, signál TxD je na převodníku vstupem a je připojen ke výstupu TxD PC atd. X4, X6 – DCD a detekce přetržení proudové Rozmístění signálů na konektoru DB9 a připo- smyčky rozpojena: indikace přetržení je nejení strany RS232 k počítači PC je uvedeno v tapoužita, je-li při tom X6 spojena, je na výbulce 2. stup DCD předáván signál DCD z Strana galvanicky odděleného rozhraní je vyvemodulu „piggy“ dena na konektor DB15F. Rozmístění signálů na konektoru pro všechny druhy rozhraní je DCD0: při přetržení RxD je DCD=0, indiuvedeno v tab. 1. kační LED svítí při přetržení (pro „piggy“ Zapojení základní desky a připojení převodníPL20G, PL20GS) kového modulu „piggy“ je zřejmé z blokového DCD1: při přetržení je DCD=1, indikační schématu. LED svítí při normáním provozu

Nastavení propojek

X1, X2 – napájecí napětí modulu „piggy“ 12V: pro piggy PL20 a PMBM

X5 – CTS

Při rozpojené propojce je na výstup CTS vydáván signál z modulu „piggy“. 5V: pro piggy P232, P485, P422 Při spojené propojce je signál CTS z „piggy“ násoben stavem RTS (umožňuje na CTS vraPOZOR – nesprávné zapojení X1, X2 může cet signál RTS např. se staršími moduly „pigzpůsobit destrukci modulu „piggy“! gy“ PL20, P485G). X3 – RTS a ovládání vysílače TxD R: signál RTS z RS232 na konektoru DB9 je veden na vstup RTS modulu „piggy“

Převodník RS232

RS232 – EI5067/73/74.50 a .90

Pro rozhraní RS232 je převodník osazen modulem „piggy“ P232GS nebo P232GE. S modulem GS převádí dva vstupní a dva výstupní signály (RxD, TxD, RTS, CTS) s modulem GE tři vstupní a tři výstupní signály (navíc DTR a DCD). Počet převáděných signálů umožňuje použití i s linkovými, radiovými nebo GSM modemy, které vyžadují hw řízení přenosu a ovládání modemu. Moduly „piggy“ pro RS232 neobsahují žádné propojky. Standardní zapojení propojek základní desky je následující: X1, X2 v poloze 5 V X3 v poloze R X4 rozpojena -4-

X5 rozpojena X6 spojena Celkové zapojení převodníku RS232 uvádí obr. 5 a 4.

Doporučené kabely a propojení RS232 RS232 je napěťové rozhraní, které je možné použít pouze na krátké vzdálenosti (do 15 m). Na propojení je možné použít jakýkoliv kabel, např. SYKFY, RO, SRO ap. V prostředí s vyšší hladinou rušení je vhodné použít kabel stíněný. Pokud je použit kabel s kroucenými páry, je vhodné vždy jeden vodič z páru použít jako signálový a druhý jako společný, to do jisté míry nahrazuje stínění. Přijímače RS232 mají vyso-

1 DCD kou vstupní impedanci. Pokud jsou některé signály nepoužité MKO RxD 2 RxD 3 a přesto jsou přivedeny do dalšího zařízení – např. CTS se TxD 3 TxD 2 nepoužívá, ale ke spojení s PC je použit standardní devítižiloRTS 7 RTS 5 vý propojovací kabel, může se vyskytovat náhodně se CTS 8 CTS 4 měnící stav tohoto signálu. SG 1,7,14 Proto je vhodnější nepoužité 5 GND 15 +5V vstupy připojit k nepoužitým RS232 DB15F DB9F RS232 výstupům, které mají definovaný stav (např. na konektoru Obr. 5: Převodník s modulem P232GS (EI5067/73/74.90) DB15 spojit CTS s RTS) nebo je připojit přes odpor 1 kΩ k výstupu +5 V.

Převodník RS232

DSR

+DTR

DTR E

1

DCD

2

RxD

+DCD –DCD +RxD E

RC

3

TC RTS

8

CTS

5

GND

DB9F

RS232

–RxD +TxD

TxD

7

–DTR

E

–TxD +RTS –RTS +CTS –CTS

13 6 7 8

1

DCD

11 4

2

RxD

9 2

3

10 3

7

RTS

12 5

8

CTS

5

GND

SG 1,14 +5V 15 RS422

DB15F

Obr. 6: Převodník s modulem P422GE pro duplexní provoz

DCD

8

2 RxD

RxD

3

3 TxD

TxD

2

4 DTR

DTR

10

7 RTS

RTS

5

8 CTS

CTS

4

5 GND

SG 1,7,14 15 +5V

6 DSR

DB9F RS232

RS232

DB15F

Obr. 4: Převodník s modulem P232GE (EI5067/73/74.50)

RS422 – EI5067/73/74.20 a .30

S modulem „piggy“ P422GS převádí dva vstupní a dva výstupní signály (RxD, TxD, RTS, CTS) s modulem P422GE tři vstupní a tři výstupní signály (navíc DTR a DCD). S dvěma převodníky je možné realizovat plně duplexní spojení – realizací duplexního spojení je převodník vhodný pro „prodloužení“ RS232. Počet převáděných signálů umožňuje použití i pro synchronní komunikace. Propojky na modulu P422GS/GE jsou zřejmé z obr. 7. Propojka TC dovoluje ovládání vysílače – standardně je rozpojena a vysílač je na linku připojen trvale (pro duplexní režim). Pokud je spojena, je vysílač ovládán signálem RTS, polaritu 6 4

1 DCD

určuje propojka RTS. Způsob ovládání (od signálu RTS nebo automaticky) je pak možné volit propojkou X3 základní desky převodníku (viz obr. 2). S pomocí ovládání vysílače je možné realizovat vícebodové spojení dvoudrátové (typu RS485) nebo čtyřdrátové. Propojka RC modulu P422GS/GE dovoluje zakázat příjem v době vysílání. Standardní zapojení propojek je následující: základní deska: X1, X2 v poloze 5 V X3 v poloze R X4 v poloze DCD0 X5 rozpojena X6 rozpojena P422GS/GE: RTS=0 TC a RC rozpojeny

MKO +RxD E

RC

+TxD

TxD TC

–RxD

E

–TxD +RTS –RTS +CTS –CTS SG +5V

DB9F RS232

RS422

11 4 9 2 10 3 12 5 1,14 15

Zapojení pro duplexní provoz Propojka X3 na základní desce převodníku je v dolní poloze (R), na modulu P422GS/GE jsou propojky TC, RC rozpojeny a RTS=0. Celkové zapojení převodníku uvádí obr. 3 a 6, příklad použití obr. 8.

Zapojení pro poloduplexní provoz

DB15F Na modulu „piggy“ P422GS/

GE je spojena propojka TC, Obr. 3: Převodník s modulem která dovoluje ovládání vysílaP422GS pro duplexní provoz - 5-

če. Aktivní stav vysílače se pak řídí signálem doba 1 znaku: RTS. Převodník pak může pracovat ve vícebo11 bitů / 19200 bit/s = 0,573 ms. dových sítích čtyřdrátových (multidrop RS422 Časová konstanta MKO se nastavuje výměnou na obr. 9) nebo dvoudrátových (RS485). Pro odporu Rτ. Pro nastavení doby platí vztah: dvoudrátové zapojení je nutné vnější spojení τMKO [ms] = 3,5 × Rτ [MΩ]. Je možné použít vysílače a přijímače. Situaci představuje obrá- odpory v rozsahu 10 kΩ ÷ 10 MΩ, což odpovízek 10. Uvedeno je zapojení s modulem dá časové konstantě 35 µs ÷ 35 ms. Poloha P422GS, při použití P422GE budou navíc pře- odporu Rτ je zřejmá z obr. 2. nášeny signály DTR a DCD. nové provedení Řízení vysílače signálem RTS Propojka X3 na základní desce převodníku je v dolní poloze (R). Aktivní stav vysílače se ovlávysílání při RTS=1 dá signálem RTS strany RS232. Automatické řízení vysílače od TxD vysílání při RTS=0 Propojka X3 na základní desce převodníku je (standardně) ve střední poloze (A). Aktivní stav vysílače řídí monostabilní klopný obvod, který se nahazuje příjem i v době vysílání (standardně) po dobu vysílání je příjem blokován aktivním stavem signálu TxD. Po ukončení vysívysílač připojen na výstup trvale (standardně) lání (TxD se vrátí do neaktivní úrovně) vyprší připojení vysílače řídí RTS doba MKO a převodník se přepne na příjem. staré provedení Časová konstanta MKO musí být nastavena podle přenosové rychlosti a doby reakce připojeného zařízení (doba mezi ukončením vysílání posledního znaku a prvním přicházejícím znakem). vysílání při RTS=1 Standardně je doba MKO nastavena na vysílání při RTS=0 3,5 ms. Ta vyhovuje pro přenosové rychlosti (standardně) od 2400 Bd a reakci připojeného zařízení >5 ms. Pro nižší přenosové rychlosti je nutno příjem i v době vysílání (standardně) dobu MKO příslušně prodloužit, jinak může po dobu vysílání je příjem blokován být vysílač vypnut i v průběhu vysílání znaku vysílač připojen na výstup trvale (standardně) připojení vysílače řídí RTS (více neaktivních bitů za sebou). Ve čtyřdrátovém zapojení sítě (obr. 9) není nastavení časoObr. 7: Propojky na modulu P422GS/GE vé konstanty kritické, 6 DSR DSR 6 neboť příjem a vysílání 13 +DTR +DTR 13 4 DTR DTR 4 6 –DTR 6 –DTR probíhá po oddělených E E 7 7 +DCD +DCD vodičích, vysílač stanice 1 DCD DCD 1 8 8 –DCD –DCD master je aktivní trvale. Ve dvoudrátových sítích 11 +RxD +RxD 11 2 RxD RxD 2 4 4 –RxD E E –RxD však může být doba setrRC RC 9 9 +TxD +TxD vání vysílače v aktivním 3 TxD TxD 3 2 2 –TxD –TxD E E stavu při vyšších rychlosTC TC 10 +RTS +RTS 10 tech na obtíž, neboť po 7 RTS RTS 7 3 3 –RTS –RTS tuto dobu nemůže na lin12 +CTS +CTS 12 8 CTS CTS 8 ku vysílat žádná jiná sta–CTS 5 5 –CTS nice. Např. pro rychlost 1,14 SG 1,14 SG GND 5 5 GND 19200 Bd s formátem 1 +5V 15 15 +5V RS422 DB15F RS422 RS232 start bit, 8 datových bitů, DB9F RS232 DB15F DB9F 1 stop bit + parita je Obr. 8: Příklad propojení dvou převodníků EI5067.20 na duplexní prodloužení linky RS232 -6-

+RxD –RxD

RS232

2

+TxD –TxD

E

RC

slave 1

+TxD –TxD

+RxD –RxD

+TxD –TxD

3 +RxD –RxD

master

TC

7

RTS

8

CTS

5

GND

DB9F

Zakončení linky Ze signálového hlediska by kroucený pár měl být zakončen na obou koncích. Zakončovací odpory mají dvě funkce – upravují neaktivní stav linky a impedančně zakončují vedení. Pokud je převodník používán v duplexním režimu, je ke každému vstupu připojen trvale jeden výstupní budič a vedení nepřechází do neaktivního stavu. Pokud je na linku připojeno více vysílačů, jsou aktivní pouze v době vysílání, neaktivní stav proto musí být ošetřen zakončovacími odpory. Bez zakončení může být přijímačem od rušivých impulsů snadno detekován start bit, což způsobuje náhodné přijímání znaků. Impedanční přizpůsobení je důležité spíše při vysokých rychlostech přenosu (nad 100 kBd), kde zabraňuje odrazům signálu od konce vedení. Pro většinu aplikací je vhodnější spíše zapojení pro nižší rychlosti s vynechaným středním odporem (zapojení dle obrázku 11a), protože zajišťuje vyšší úroveň přijímané-

12

5

1

3

11

4

1

+5V

+CTS

3 RF 360 12

–CTS

SG

5 RD 360 1

+5V

+RxD

3 RC 360 11

–RxD

SG a) do 100kBd

4 RA 360 1

+5V

+CTS

–CTS

SG

RF 360 RE 360 RD 360

+5V

+RxD

–RxD

SG

RC 360 RB 360 RA 360

b) nad 100kBd

Obr. 11: Zakončovací odpory signálů RxD a CTS pro různé komunikační rychlosti

11 4

–RxD

9 2

+TxD

TxD

slave 2

Obr. 9: Vícebodová síť RS422

3

RS422 +RxD

RxD

E

–TxD

+ RS485 –

10 3

+RTS –RTS

12 5

+CTS –CTS

SG 1,14 15 +5V GO

DB15F

Obr. 10: Převodník s modulem P422GS pro poloduplexní provoz (náhrada RS485) (EI5067.30) ho signálu. Pokud není vstup CTS použit, je vhodné jej na straně RS422 spojit s RTS. Zakončovací odpory signálu RxD a CTS se připojují do dutinek na základní desce (viz obr. 2), standardně jsou nezapojeny a jsou přibaleny k převodníku v samostatném sáčku.

Doporučené kabely pro vedení RS422 Pro vedení RS422 na krátké vzdálenosti a nízké komunikační rychlosti (desítky metrů s rychlostí cca 19200 Bd) je v podstatě možné použít jakýkoliv kabel, který má kroucené páry vodičů – např. SYKFY, SRO, DATAX YCY ap. Na větší vzdálenosti a vyšší komunikační rychlosti je vhodné použít UTP kabely pro počítačové sítě nebo kabely, konstruované pro diferenciální signály RS422/485, např. BELDEN UTP/FTP, LAM TWIN UTP/FTP, LAM TWIN FLEXO ap. Pro zvýšení odolnosti proti rušení je vhodnější kabel stíněný. Při použití nekroucených vodičů nebo kabelů, které nejsou konstruovány pro datové spoje (např. vícežilové nepárové kabely) nelze zaručit funkčnost a parametry propojení na větší vzdálenosti než několik metrů, výsledek je nutno ověřit experimentálně. V každém případě bude při použití nepárových kabelů linka podstatně méně odolná proti vnějšímu elektromagnetickému rušení.

Propojování zařízení RS422 Pro spojení zařízení principiálně postačuje propojení párů vodičů (±RxD, ±TxD), vyrovnání datových linek vzhledem k napájecímu napětí zajistí zakončovací odpory. Lepší je však propojit i signálovou zem (SG) všech připojených

- 7-

přístrojů. Jako společný vodič může být použito i stínění kabelu. Pokud je linka RS422 vedena venkovním prostředím, je vhodné na vstupu do objektu (rozvaděče) osadit prvek vícestupňové ochrany,

Převodník RS232

RS485 – EI5067/73/74.40

Pro rozhraní RS485 je převodník osazen modulem „piggy“ P485GS. Propojky na desce P485GS jsou zřejmé z obr. 12. Standardní zapojení propojek je následující: základní deska: X1, X2 v poloze 5 V X3 v poloze A X4 v poloze DCD0 X5 rozpojena X6 rozpojena P485GS: signál CTS spojen s RTS vysílač aktivován RTS=0 příjem po dobu vysílání blokován.

Řízení vysílání signálem RTS Propojka X3 na základní desce převodníku je v dolní poloze (R). Přepínání vysílání/příjem RS485 se ovládá signálem RTS strany RS232. Zařízení připojené na straně RS232 musí být schopné aktivovat signál RTS a udržet jej až nové provedení připojené zakončení linky RS485 (150 R + 220 nF) odpojené zakončení linky RS485 (standardně)

CTS spojen s RTS (standardně) CTS=0 trvale CTS=1 trvale

po dobu vysílání příjem blokován (standardně) příjem i v době vysílání

vysílání při RTS=1 vysílání při RTS=0 (standardně)

starší provedení

CTS je spojen s RTS (standardně)

CTS = 0 trvale CTS = 1 trvale Vysílač je aktivován RTS=0 (standardně) Vysílač je aktivován RTS=1 po dobu vysílání příjem blokován (standardně)

příjem i v době vysílání

Obr. 12: Propojky na modulu P485GS -8-

který zajistí svod atmosférického přepětí. Je možné použít např. ochrany ELSACO OVPM-21/6/ /24, které jsou dodávány i ve vícepárovém provedení.

do odvysílání celého posledního znaku zprávy. Pokud je řídicím zařízením počítač PC, je stav signálu RTS vhodné prověřit. Ne všechny programy (obzvláště v prostředí Windows) jsou schopné provádět ovládání korektně a bez časových prodlev. Pokud signál RTS zůstane aktivní i po ukončení vysílání, vede to obvykle k destrukci přijímané zprávy (odpovědi). Celkové schéma zapojení převodníku uvádí obrázek 13.

Automatické řízení vysílače od TxD Propojka X3 na základní desce převodníku je ve střední poloze (A). Přepínání vysílače RS485 zajišťuje monostabilní klopný obvod, který se nahazuje aktivním stavem signálu TxD. Po ukončení vysílání (TxD se vrátí do neaktivní úrovně) vyprší doba MKO a převodník se přepne na příjem. Časová konstanta MKO musí být nastavena podle přenosové rychlosti a doby reakce připojeného zařízení (doba mezi ukončením vysílání posledního znaku a prvním přicházejícím znakem). Standardně je doba MKO nastavena na 7 ms. Ta vyhovuje pro přenosové rychlosti od 2400 Bd a reakci připojeného zařízení >10 ms. Pro nižší přenosové rychlosti je nutno dobu MKO příslušně prodloužit, jinak může být vysílač vypnut i v průběhu vysílání znaku (více jedničkových bitů za sebou). Pro vyšší přenosové může být doba setrvání vysílače v aktivním stavu na obtíž, neboť po tuto dobu nemůže na linku vysílat žádná jiná stanice. V takovém případě je možné časovou konstantu MKO zkrátit přibližně až na 1,2 délky jednoho znaku. Např. pro rychlost 19200 Bd s formátem 1 start bit, 8 datových bitů, 1 stop bit + parita je doba 1 znaku: 11 bitů : 19200 bit/s = 0,573 ms. Časová konstanta MKO se nastavuje výměnou odporu Rτ. Pro nastavení doby platí vztah: τMKO [ms] = 7 × Rτ [MΩ]. Je možné použít odpory v rozsahu 1 kΩ ÷ 10 MΩ, což odpovídá

časové konstantě 70 µs až 70 ms. Poloha odporu Rτ je zřejmá z obr. 2. Pokud připojené zařízení kontroluje vlastní vysílání na lince RS485 zpětným příjmem, musí být na modulu P485GS spojena propojka RCD. Většinou však je tento stav nežádoucí (zařízení nechce slyšet své vlastní vysílání) a může působit potíže.

1

DCD

2

RxD

3

TxD

MKO

E RD

+TxRxD

9,11

–TxRxD

2,4

E

7

RTS

8

CTS

5

GND

DCD

2

RxD

3

TxD

MKO

E

2×360R

RS232

1,14 15 RS485

DB15F

Obr. 13: Převodník s modulem P485GS, řízení vysílače RTS (EI5067/73/74.40)

Zakončení linky RS485 Linka RS485 má charakter sběrnice a měla by být zakončena na obou koncích vedení. Zakončovací odpory mají dvě funkce – upravují neaktivní stav linky a impedančně zakončují vedení. Pokud na linku nevysílá žádná stanice, je vedení „ve vzduchu“ a bez zakončovacích odporů může být přijímačem snadno detekován start bit, což způsobuje náhodné přijímání znaků. Impedanční přizpůsobení je důležité spíše při vysokých rychlostech přenosu (nad 100 kBd), kde zabraňuje odrazům signálu od konce vedení. Pro většinu aplikací je vhodnější spíše zapojení pro nižší rychlosti s vynechaným středním odporem (zapojení dle obr. 15a), protože zajišťuje vyšší úroveň přijímaného signálu. Zakončovací odpory signálu RxD se připojují do dutinek na základní desce (viz obr. 2), standardně jsou nezapojené a jsou přibaleny k převodníku v samostatném sáčku.

Doporučené kabely pro linku RS485 Pro vedení linky RS485 na krátké vzdálenosti a nízké komunikační rychlosti (desítky metrů s rychlostí cca 19200 Bd) je v podstatě možné použít jakýkoliv kabel, který má kroucený pár vodičů – např. SYKFY, SRO, DATAX YCY ap. Na větší vzdálenosti a vyšší komunikační rychlosti je vhodné použít UTP kabely pro počítačové sítě nebo kabely konstruované pro RS485, např. BELDEN UTP/FTP, LAM TWIN UTP/FTP, LAM TWIN FLEXO ap. Pro zvýšení odolnosti proti rušení je vhodnější kabel stíněný.

2,4

7

RTS

8

CTS

5

GND

8 12

MKO

13

+5V

9,11

–TxRxD E

12

SG

+TxRxD

RD

8

5

DB9F

1

5 13 2×360R

1,14 15

SG +5V

DB9F

RS232

RS485

DB15F

Obr. 14: Převodník s modulem P485GS, automatické řízení vysílače od TxD (EI5067/73/74.40)

Při použití nekroucených vodičů nebo kabelů, které nejsou konstruovány pro datové spoje (např. zvonková dvoulinka) nelze zaručit funkčnost a parametry propojení, výsledek je nutno ověřit experimentálně.

Propojování zařízení RS485 Pro spojení zařízení linkou RS485 principiálně postačuje jeden pár vodičů (pouze ±TxRxD), vyrovnání datové linky vzhledem k napájecímu napětí zajistí zakončovací odpory. Lepší je však propojit i signálovou zem (SG) všech připojených přístrojů. Jako společný vodič může být použito i stínění kabelu. Převodník je na modulu P485GS vybaven ochrannými prvky transil, které zajišťují omezení diferenciálního napětí mezi vodiči a také omezení napětí proti zemi. Pro funkci ochrany musí být připojena zemní svorka převodníku (piny 7, 8 konektoru DB15) na zemní potenciál. Pokud je vedení linky RS485 vedeno venkovním prostředím, je vhodné na vstupu do budo3

11

4

1

+5V

+TxRxD

3 RC 360 11

–TxRxD

SG a) do 100kBd

4 RA 360 1

+5V

+TxRxD

–TxRxD

SG

RC 360 RB 360 RA 360

b) nad 100kBd

Obr. 15: Zakončení linky RS485 pro různé komunikační rychlosti - 9-

vy osadit doplňkový ochranný prvek sdružené pětí s větší intenzitou. Je možné použít např. ochrany, který zajistí svod atmosférického pře- ochranu ELSACO OVPM-21/6/24.

Převodník RS232

20mA – EI5067/73/74.70

negovaný přijímač Pro rozhraní proudové smyčky je převodník přímý přijímač osazen modulem „piggy“ PL20GS nebo starším provedením PL20G. Na rozhraní proudové CTS je spojen s RTS smyčky se přenáší pouze datové signály RxD (standardně) a TxD. Propojky na modulu PL20GS jsou zřejCTS = 0 trvale mé z obr. . Propojka CTS umožňuje interně CTS = 1 trvale spojit signál CTS s RTS (na modulu PL20G pronegovaný vysílač pojka CTS není, signál CTS je trvale spojen s RTS). Propojky T a R umožňují obrátit polaritu přímý vysílač a) nové provedení (PL20GS/GPS) vysílače a přijímače. To je nutné při spojování některých zařízení (např. PLC NS905), která mají nestandardní signály. negovaný přijímač Standardní zapojení propojek je následující: přímý přijímač základní deska: X1, X2 v poloze 12 V X3 v poloze R negovaný vysílač X4 v poloze DCD0 X5 rozpojena přímý vysílač X6 rozpojena b) staré provedení (PL20G) PL20GS: signál CTS spojen s RTS vysílač standardní (T) Obr. 16: Propojky na modulu PL20.. příjímač standardní (R) Monostabilní klopný obvod na signálu DCD de- Připojení proudové smyčky tekuje aktivní stav linky přijímače (v klidovém Pro funkci proudové smyčky musí být uzavřestavu teče proud do přijímače, v aktivním stavu na proudová cesta mezi zdrojem proudu, vysíneteče) a pokud je aktivní stav delší než 80 ms, lačem (obvykle spínací tranzistor), přijímačem nastaví se DCD a rozsvítí se LED DCD/Err. To (obvykle LED optronu) a společným vodičem. umožňuje hlídat přetržení kabelu. Na straně převodníku na pořadí prvků v obvoPřevodník má samostatně vyvedeny dva prou- du nezáleží, na straně připojeného zařízení dové zdroje. To dovoluje zapojovat libovolné může být důležité zajistit společnou zem vysílače a přijímače v příkombinace pro aktivní nebo pasivní SG 1 DCD 1 MKO padě, že přijímač vysílač a přijímač. SG 7,14 není realizován op2 RxD RxD+ 5 tronem, ale např. spí2V R×0,02A nacím tranzistorem. 3 TxD RxD– 4 +12 V Podle toho, kde je zaI=20mA TxD+ 10 řazen zdroj proudu, 7 RTS 1V převodník rozlišujeme spojení TxD– 11 R×0,02A aktivní vysílač – pa8 CTS sivní přijímač a pasiv+I1OUT 15 ní vysílač – aktivní při2V +I2OUT 8 +12V 5 GND jímač. SG Loop 20 mA DB15F Na převodníku DB9F RS232 SLC-67 vytvoříme akObr. 18: Rozložení úbytků napětí Obr. 17: Převodník s modulem tivní vysílač či přijína vedení proudové smyčky PL20GS

- 10 -

+ 12V

I2out

15 8

RxD+ RxD–

I1out

I2out

15 8

5

RxD+

5

4

RxD–

4

+ 12V

I1out

pokud ne, je s největší pravděpodobností pasivní. Pro přijímač je situace obdobná.

Doporučené kabely pro vedení proudové smyčky

Proudová smyčka pracuje s poměrně nízkou přenosovou rychlostí. Pro výběr TxD+ 10 TxD+ 10 kabelu tedy nejsou rozhodující signálové vlastnosti kabelu ale spíše celkový TxD– 11 TxD– 11 odpor vedení. Proudový zdroj je v přeSG 1 SG 1 vodníku napájen napětím 12 V, na cesDB15F DB15F SLC-67 SLC-67 tě signálu je nutno počítat s úbytky napětí na vlastním proudovém zdroji (cca Obr. 20: Různá zapojení aktivního 2 V), spínacím tranzistoru (cca 1 V), vysílače a přijímače LED optronu přijímače a vlastním vedemač tak, že zapojíme výstup ní. Situaci znázorňuje obrá+ 15 I1out + 12V proudového zdroje do série se zek 18. Celkový ohmický 8 I2out spínacím tranzistorem resp. odpor vedení dvou vodičů LED optronu. Proud z výstupu (2×R) tedy nesmí přesáh5 RxD+ proudového zdroje, prochází vynout 7 V / 0,02 A = 350 Ω, + 4 sílačem a přes pasivní přijímač RxD– tj. 175 Ω na jeden vodič připojeného zařízení se vrací do (žíly kabelu SYKFY 2x2x0,5 společné svorky. Různá zapojemají průběžný odpor jedno10 TxD+ ní aktivních vysílačů a přijímačů ho vodiče cca 100 Ω/km). jsou uvedena na obr. 20. 11 TxD– SG Pro vedení je možné použít např. kabely SYKY, SYKFY, Pro pasivní zapojení vysílače 1 SG UFaU, LAM FLEXO i jiné. nebo přijímače zůstane proudoDB15F SLC-67 Kroucení vodičů do páru vý zdroj nepoužit a použije se není na závadu. Stínění kapouze tranzistor a LED optronu Obr. 19: Zapojení pasivního vysílače a přijímače belu je potřebné pouze v – situaci ilustruje obr. 19. Konpřípadě, že linka prochází krétní kombinace vysílače a přijíprostředím s vysokou hladinou elektromagnemače záleží na připojovaném zařízení. Při připojování proudové smyčky neznámého tického rušení. Pro venkovní vedení proudové zařízení je možné provést snadno identifikaci smyčky je vhodné použít ochranné prvky OVPM-21/12/24 nebo obvodů měřením klidového proudu. Pokud mi- ELSACO liampérmetr zapojený mezi svorky + a – vysíla- OVPM-21/24/48. če indikuje protékající proud je vysílač aktivní,

Převodník RS232

M-Bus master – EI5067/73/74.80

Pro rozhraní M-Bus master je převodník osazen modulem „piggy“ PMBM-GS. V současné době je možné se setkat se třemi provedeními „piggy“ modulu. Na rozhraní se přenáší pouze datové signály RxD a TxD, signál DCD indikuje přetížení zdroje +36 V. Převodník s moduly „piggy“ s v.č. 50580001 až 50580079 má blokové schéma zapojení na obrázku 21. Standardní zapojení propojek je následující:

X1, X2 v poloze 12 V X3 na zapojení nezáleží (např. R) X4 v poloze DCD1 X5 rozpojena X6 spojena Umožňuje připojit maximálně 3 slave moduly. Je-li potřeba připojit více slave modulů, musí se připojit externí napětí UCC3 o velikosti 36 V. Výstupní proud MUSÍ být omezen na hodnotu 50 mA, jinak dojde ke zničení piggy převodní- 11-

Zdroj +36V

1

Zdroj +36V

UCC2 6,7,14 UCC3

DCD

12

1

UCC3

DCD

Proudová pojistka

2

RxD

3

TxD

5

GND

Proudová pojistka

1 Vysílací modulátor +M-Bus

DB9F

Obr. 21: Převodník s modulem PMBMGS (platí pro výrobní čísla piggy modulu od 50580001 do 50580079 včetně) 1 8

DCD

Zdroj +36V UCC3 Proudová pojistka

RTS MKO

2

RxD

3

TxD

5

GND

EN

1

Vysílací modulátor +M-Bus

DB9F RS-232

RxD

3

TxD

5

GND

1 Vysílací modulátor +M-Bus

DB9F

3,9

–M-Bus 2,4,5, 13 M-Bus DB15F

3,9

–M-Bus 2,4,5, 13 M-Bus DB15F

RS-232

Obr. 22: Převodník s modulem PMBM-GS (platí pro výrobní čísla piggy modulu od 50580080 do 50580100 včetně) 1

DCD

8

CTS

7

RTS

2

RxD

3

TxD

5

GND

Zdroj +36V UCC3

12

CTS

7

2

3,11

–M-Bus 2,4,5, 9,13 M-Bus DB15F

RS232

12

Proudová pojistka EN

1

Vysílací modulátor +M-Bus

DB9F RS-232

12

–M-Bus M-Bus

3,9 2,4, 5,13

DB15F

Obr. 23: Převodník s modulem PMBM-GS s automatickým řízením přijímače (platí pro výrobní čísla piggy modulu od 50580101)

Obr. 24: Převodník s modulem PMBM-GS s ručním řízením přijímače (platí pro výrobní čísla piggy modulu od 50580101)

ku. Potom je možné připojit až 20 slave modulů. Na vývodu DCD je během příjmu indikováno přetížení. Délka vedení sběrnice je omezena maximálním úbytkem napětí na každém vodiči (neměl by přesáhnout 0,5 V), který je závislý na klidovém odběru slave modulů (počet modulů × 1,5 mA) a průřezu vodičů. Piny 6, 7, 14 konektoru DB15 musí zůstat nezapojeny – je na nich vnitřní napájecí napětí strany M-Bus piggy modulu. Moduly s v.č. 50580080 až 50580100 mají blokové schéma zapojení na obr. 22 a od předchozího se liší zapojením vývodů na straně M-Bus.

Moduly od v.č. 50580101 mají stejné zapojení svorek strany M-Bus s předchozí verzí, navíc umožňují ovládat blokování přijímače signálem RTS nebo monostabilním klopným obvodem. Blokové schéma převodníku s automatickým řízením přijímače je na obr. 23, schéma převodníku s ručním řízením přijímače je na obr. 24. Je-li vstup RTS „piggy“ modulu připojen k výstupu MKO1 – AutoRTS (X3 v poloze A) je po dobu vysílání příjem blokován. Je-li připojen k signálu RTS strany RS-232 (X3 v poloze R), je řízen následovně: pro RTS=0 je příjem blokován, pro RTS=1 je příjem povolen.

Vyrábí: ELSACO, Jaselská 177, 28000 Kolín, CZ 08. 12. 2010 tel. +420 321 27753, fax +420 321 27759 e-mail: [email protected], www.elsaco.cz na tento výrobek bylo vydáno prohlášení o shodě Č.J. 004/97 a 005/97 - 12 -