Adresovatelný převodník rozhraní RS48/RS232
ELO E250
Uživatelský manuál
ELO E250ZK001
2
ELO E250ZK001
1.1
Použití převodníku..................................................................4
2.0
Principy činnosti.....................................................................5
3.0
Instalace .................................................................................5
3.1
Vybudování sběrnice RS-485..................................................5
3.2
Připojení řídícího počítače k RS-485......................................5
3.3
Připojení převodníku k RS-485 ..............................................5
3.4
Připojení zařízení RS-232.......................................................6
3.5
Připojení napájení ..................................................................6
4.0
Komunikační protokol............................................................6
4.1
Sekvence příkazů ....................................................................7
5.0
Technické podmínky ............................................................10
5.1
Parametry.............................................................................10
5.2
Rozměry a váha ....................................................................10
5.3
Provozní podmínky...............................................................11
6.0
Testování ..............................................................................11
7.0
Odhalování a odstraňování nedostatků ................................11
8.0
Způsob objednání .................................................................11
8.1
Související výrobky: ..............................................................11
1.0
Úvod
V průmyslové automatizaci se stále používají zařízení s rozhraním RS232, která jsou určena ke komunikaci na dvoubodovém spoji. Přitom komunikují
3
ELO E250ZK001
s nadřízenou jednotkou poloduplexně nebo simplexně a nepoužívají hardwarové řízení toku dat. Skupinu takovýchto zařízení lze výhodně propojit pomocí sběrnice RS485 přes adresovatelné převodníky ELO E250. Tento převodník slouží k distribuci dat mezi řídícím počítačem a neadresovatelnou koncovou zařízením, kde propojuje přenosovou cestu ze sdíleného rozhraní RS485 na nesdílené rozhraní RS232.
1.1
Použití převodníku
Připojení většího počtu zařízení s rozhraním RS232 pomocí sběrnice RS485 k jednomu řídícímu počítači (viz obrázek):
Výhody tohoto uspořádání spočívají v omezení počtu vedení mezi řídícím a koncovým zařízením, omezení rušení při použití vedení RS485, zvýšení dosahu proti vedení RS232 (limit 15m) a v galvanickém oddělení koncového zařízení od vedení. Vytvořený dvoubodový spoj může pracovat pouze v poloduplexním (konverzačním) režimu komunikace. Během přenosu nelze používat řídící signály, jejich nastavení lze provést pouze před zahájením přenosu dat. V síti lze mít v jednom okamžiku vytvořen jen jediný spoj.
4
ELO E250ZK001
2.0
Principy činnosti
ELO E250 slouží jako adresovatelný spínač a vytváří propojení mezi rozhraním RS232 a RS485. Pomocí sady instrukcí převodník nastaví parametry přenosu a propojí komunikační cestu mezi řídícím počítačem a koncovým zařízením. Poté, když je vybudováno spojení, lze přejít do režimu komunikace, v němž lze použít na řídícím počítači původní aplikační software pro řízení činnosti a obsluhu koncového zařízení, který počítá se dvoubodovým spojením mezi řídícím počítačem a zařízením. Celý proces vybudování spoje, uskutečnění přenosu a ukončení spoje provádí obsluha řídícího počítače manuálně.
3.0
Instalace
Při instalaci převodníku do sítě je nutno rozlišit tyto problémy: připojení řídícího počítače, vybudování sběrnice RS-485 a připojení účastníků s rozhraním RS-232, napájení a konfigurace převodníku.
3.1
Vybudování sběrnice RS-485
Sběrnice RS-485 je tvořena kroucenou dvoulinkou. Její délka bez opakovačů by neměla přesáhnout 1200 m při maximální použité komunikační rychlosti 9600 b/s. Při vyšších rychlostech se maximální délka linky zkracuje. Oba konce vedení je vhodné zakončit rezistory 120 Ω.Pro zamezení vlivu rozdílu nulových potenciálů v různých místech sběrnice je vhodné vést paralelně s dvoulinkou vodič, který spojuje signální země všech účastníků na sběrnici. Při instalaci kabelu se doporučuje nevést jej paralelně se silovými rozvody a je zakázáno vést sběrnici místy, kde by byla vystavena vlivům atmosférických výbojů – například po plášti budovy, nebo mezi budovami.
3.2
Připojení řídícího počítače k RS-485
Řídící počítač, například PC, lze připojit do sítě pomocí adaptéru pro RS-485. Jeli PC vybaveno například konektorem USB, lze s výhodou použít adaptér ELOE211, nebo ELO E216. Pokud je řídící počítač na jednom konci sběrnice, doporučuje se použít terminátor 120 Ω mezi oba vodiče sběrnice (dvoulinky).
3.3
Připojení převodníku k RS-485
Převodník ELO E250 se připojuje ke sběrnici pomocí svorek RxTx+ a RxTx-. Pro paralelně vedenou signálovou zem se použije svorka SG. Pokud sběrnice pokračuje k dalšímu účastníkovi, připojuje se kabel k paralelně propojeným svorkám se shodným označením. Aktivita na sběrnici je signalizována indikátorem „RS-485“ vedle svorek pro připojení sběrnice.
5
ELO E250ZK001
3.4
Připojení zařízení RS-232
Konektor s rozhraním RS-232 je DB9 male. Je zapojen jako DTE. To znamená, že kabel, kterým se koncové RS-232 zařízení v původní aplikaci připojovalo k řídícímu počítači, lze použít k připojení k ELO E250. Délka kabelu mezi koncovým zařízením a převodníkem nesmí překročit 15 m. kontakt
signál
význam
směr signálu
1 2 3 4 5 6 7 8 9
DCD RxD TxD DTR SG DSR RTS CTS NC
detekce nosné přijímaná data vysílaná data připojit na vedení signálová zem připojen na vedení požadavek na vysílání k vysílání připraven nepoužito
z E250 z E250 do E250 do E250
3.5
z E250 do E250 z E250
Připojení napájení
K napájení převodníku lze použít zdroj napětí v rozmezí od 9V do 24V DC, který se připojuje přes samostatné svorky. Odběr ze zdroje závisí na použitém jmenovitém napětí zdroje. Při napětí 12V nepřesahuje 20 mA.
4.0
Komunikační protokol
K čionnosti ELO E250 je zapotřebí, aby řídící počítač byl schopen používat k vytváření a správě spojů komunikační protokol ELO mini. Tento protokol komunikuje s převodníkem rychlostí 9600Bd, 8 datových bitů, bez parity, 1 stopbit (zkrácený zápis 8 DB,NP,1STB). UPOZORNĚNÍ: pokud původní aplikace komunikovala s koncovým zařízením rychlostí 9600 Bd, může kolidovat s protokolem ELO mini. Jedná-li se o přenos binárních dat mezi řídícím a koncovým zařízením, může se v datech objevit sekvence shodná s některým z příkazů ELO mini. Proto, pokud to lze, je vhodné zvolit pro komunikaci aplikace jinou rychlost. Pokud stávající zařízení toto neumožňuje, lze objednat ELO E250 s jinou komunikační rychlosti pro ELO mini. Seznam příkazů:
6
ELO E250ZK001
Typ paketu
Hlava
Data 1
Data 2
Spojení
DC3 DC3
Addr1 DC2
Addr2 DC2
SOH EOT
DC3
Addr1
Addr2
STX
Konfigu race sítě
Diagnos tika
DC3
Newaddr1 Newaddr2
Příkaz Význam
ETX
DC3
Conf1
Conf2
ENQ
DC3
Conf3
Conf3
BS
DC3
Addr1
Addr2
ACK
DC3
DC2
DC2
ACK
DC3
Addr1
Addr2
BEL
Připojit (Addr 1-2) Odpojit (pro všechny adresy) Připojit (Addr 1-2) pro změnu adresy nebo konfigurace Změna adresy (Addr 1-2) na (Newaddr 1-2) Nastavit konfiguraci na připojeném převodníku Nastavit konfiguraci na připojeném převodníku Dej status (Addr 1-2) Dej status (postupně všechny adresy) Dej výrobní číslo a číslo firmware
Formát zadání adresy: V převodníku lze nastavit 256 adres, od 0 do 255. K adresaci se používají byte označené „Addr1“ a „Addr2“ (respektive Newaddr1, Newaddr2). „Addr1“ určuje horní (MSB) nibble adresy a Addr2 dolní (LSB) nibble adresy. Mohou obsahovat pouze znaky “0“..“F“. Příklad: adresa s hodnotou v hexadecimálním tvaru 0x5C se zadává ve tvaru Addr1= “5“ a Addr2 = “C“.
4.1
Sekvence příkazů
Změna adresy a konfigurace modulu Provádí se zejména při začleňování modulu do sítě – každý modul musí mít v rámci sítě jedinečnou adresu a každé z koncových (RS-232) zařízení může komunikovat jinou rychlostí a s jiným formátem dat. Nastavení adresy: DC3,Addr1,Addr2,STX vybere existující modul DC3, Newaddr1, Newaddr2,ETX nastaví v něm novou adresu
7
ELO E250ZK001
Příklad: První část: DC3 0 F STX - vybere převodník (zde s adresou hex 0x0F), u něhož chceme změnit adresu. Druhá část: DC3 3 5 ETX v převodníku je nastavena nová adresa “3“ ,“5“ , tedy 0x35 hexa, neboli 53 desítkově. Pozor!!! V uvedeném příkladu se do COMu odesílají jen tučně uvedené znaky bez mezer, které slouží jen jako oddělovače pro větší přehlednost. Do COMu se tedy odešlou následující byte (v hexadecimálním tvaru): 0x13 0x33 0x35 0x03. Nastavení formátu dat a rychlosti přenosu dat, který bude propojován ke koncovému (SLAVE) zařízení: DC3,Addr1,Addr2,STX vybere existující modul DC3,Conf1,Conf2,ENQ nastaví v něm novou konfiguraci Kromě formátu a rychlosti dat je možno nastavit úroveň signálu RTS (konektor RS-232 je DTE). Nastavení-shození řídícího signálu DTR na konektoru RS232 DC3,adr1,adr2,STX DC3,Conf3,Conf3,BS Spojení – běžný provoz Vytvoření spoje ke koncovému zařízení: DC3,Addr1,Addr2,SOH automaticky odpojí rozhraní RS-232 u všech modulů Zrušení spoje s koncovým zařízením: DC3,DC2,DC2,EOT rozpojí přenosovou cestu ke všem rozhraním RS-232 u všech modulů Diagnostika Zjištění stavu modulu: DC3,Addr1,Addr2,ACK
vrátí status modulu s adresou Addr1,Addr2
Zjištění stavu všech modulů v síti: DC3,DC2,DC2, ACK moduly hlásí status postupně Každý modul odešle status s prodlevou, která je dána hodnotou adresy násobenou dobou odpovědi jednoho modulu, aby nedošlo ke kolizi dat na RS-485 sběrnici. PC musí čekat na odeslání posledního možného stavu.
8
ELO E250ZK001
Zjištění výrobního čísla a čísla firmware: DC3,Addr1,Addr2,BEL vrací údaj o firmware modulu a jeho výrobní číslo Modul odešle status bez prodlevy. Formát odpovědí od modulů „A“,Addr1,Addr2,Stat1,Stat2,Stat3, Stat4, Stat5,Stat6,Stat7,CR (na„Dej status“) „A“ úvodní znak Addr1 , Addr2 adresa modulu Stat1 viz Conf1 Stat2 viz Conf2 Stat3 „0“ -> RS232 odpojeno, „1“ -> RS232 připojeno Stat4 „0“ -> CTS = OFF, „1“ -> CTS = ON Stat5 „0“ -> DTR = OFF, „1“ -> DTR = ON Stat6 „0“ -> DSR = OFF, „1“ -> DSR = ON Stat7 „0“ -> DCD = OFF, „1“ -> DCD = ON Na příkaz Dej FW: „ELO:123456789“CR LF výrobní číslo „E250 Rev1.6“CR LF model a revize software Formát zadání konfigurace (byte Conf1, Conf2): DC3,Addr1,Addr2,STX první část vybere existující modul DC3,Conf1,Conf2,ENQ Conf1: „0“ Set RTS=OFF + 7 DB,NP,1STB „1“ Set RTS=OFF + 8 DB,NP,1STB „2“ Set RTS=OFF + 8 DB,P,1STB „3“ Set RTS=OFF + 8 DB,P,2STB Conf2: „0“ „1“ „2“ „3“
1200 Bd 2400 Bd 4800 Bd 9600 Bd
„4“ „5“ „6“ „7“
„4“ „5“ „6“ „7“
9
Set RTS=ON + 7 DB,NP,1STB Set RTS=ON + 8 DB,NP,1STB Set RTS=ON + 8 DB,P,1STB Set RTS=ON + 8 DB,P,2STB 19200 Bd 38400 Bd 57600 Bd 115200 Bd
ELO E250ZK001
Formát nastavení DTR (byte Conf3): DC3,Addr1,Addr2,STX DC3,Conf3,Conf3,BS Conf3: „0“
první část vybere existující modul nastaví nebo shodí DTR
DTR=OFF
„1“
DTR=ON
Pozor! Conf3 se opakuje 2x. Hodnoty Conf1, Conf2 a Conf3 se zadávají jako znak („0“, „1“,…), ne jako binární hodnota!. Tabulka řídících znaků Název Hexa DC3 13h DC2 12h SOH 01h STX 02h ETX 03h EOT 04h
5.0
Technické podmínky
5.1
Parametry
Název ENQ ACK BEL BS LF CR
Přenášené signály Konektor rozhraní RS485 Konektor rozhraní RS232 Izolační bariéra mezi RS485 a obvody napájení a RS232 Způsob přenosu Maximální rychlost přenosu RS-485 Minimální rychlost přenosu Napájení
5.2
Hexa 05h 06h 07h 08h 0Ah 0Dh
diferenciální signál RxTx+, RxTxsvorky DB9 male, DTE 2.5 kV/1min asynchronní, poloduplexní 115 200 bit/s, 1 200 bit/s, externí ss zdroj 9-24V/20 mA
Rozměry a váha
Délka x šířka x výška Váha
80 x 55 x 24 mm 80 g
10
ELO E250ZK001
5.3
Provozní podmínky - 10 o až +55 o C + 0o až +50o C 0 – 85% (nekondenzující)
Skladovací teplota Pracovní teplota Vlhkost
6.0
Testování
Po připojení ELO E250 ke sběrnici, na které je PC s programem ovládajícím protokol ELO mini lze zadávat konfigurační příkazy a následně čtením stavových informací zkontrolovat adaptér. Totéž lze realizovat například pomocí programu Hyperterminal s tím, že všechny příkazové sekvence z kapitoly 4.1 je nutno editovat ručně.
7.0
Odhalování a odstraňování nedostatků Příznak
Po instalaci převodník nepřenáší žádná data
Normálně pracující spojení přerušilo činnost
8.0
Akce Prověřte, zda bliká kontrolka RS485. Prověřte, zda blikají kontrolky RxD a TxD. Prověřte napájecí zdroj. Prověřte napájecí zdroj. Prověřte, zda jsou v pořádku kabely. Prověřte stavové informace o převodníku Vypněte a opět zapněte zdroj a zjistěte, zda převodník znovu nastartuje.
Způsob objednání
Objednací kód je ELO E250. V případě, že je požadována jiná základní komunikační rychlost než 9600, je nutno požadovanou náhradní rychlost specifikovat.
8.1
Související výrobky:
ELO E0Q1
napájecí zdroj 12V / 100 mA
11
ELO E250ZK001
12
