RS485 Archives - Automatika.rs

Serijska komunikacija – Struktura telegrama, PWK i PZD oblast

Marko Nikolić — Mon, 04 Dec 2017 00:00:05 +0000

USS protokol (Universal Serial Interface Protocol) je jednostavan serijski protokol, definisan od strane kompanije Siemens AG. Protokol je naparavljen da odgovori potrebama upravljanja i nadzora Siemens-ovih SIMOVERT i SIMOREG frekventnih regulatora. Protokl definiše tehniku pristupa prema master-slave principu, za komunikaciju preko serijskog bus-a. Point-to-point konekcija je moguća u podmreži. Komunikcija se odvija generalno ciklično razmenom telegrama između jednog master-a i najviše 31-og slave-a. Konfiguracija USS mreže je prikazana na Slici br.1.

Slika br.1 Topologija USS mreže

U funkciji master-a može biti npr. PLC ili PC, dok su SIMOVERT i SIMOREG frekventni regulatori uvek u funkciji slave-a.

Bitne odlike USS komunikacije su:
• podržava:
-multi-point konekciju, npr. EIA RS 485 hardver, ili
-point-to-point konekciju, npr. EIA RS 232
• master-slave pristup
• singl master sistem
• max. 31 slave i 1 master
• koristi telegrame sa fiksnom ili promenljivom dužinom
• jednostavan i pouzdan telegram format
• informacije se prenose na isti način kao i kod Profibus DP (profil promenjljive brzine)
• može se lako implementirati u postojeće sisteme

Medijum za prenos podataka i bus interfejs su oderđeni u zavisnosti od načina korišćenja bus-a. U osnovnoj verziji USS protokola, interfejs je zasnovan na RS485 standardu. Point-to-point konekcija je zasnovana na RS232 standardu. Takođe moguće je korišćenje i fiberoptičkog kabla. Siemens za SIMOVERT MASTER drives konvertore definiše korišćenje 9-pinskih SUB D konektora i dvožilni zaštićeni uvijeni kabl koji zadovoljava određene mehaničke, termičke i električne karakteristike. Terminacija bus-a na krajevima se i ovde podrazumeva.

Dužine kablova kojim se prenose podaci zavise od brzine prenosa podataka, karakteristika kabla, uslova stredine, kao i od broja konektovanih uređeja. U Tabeli 1 prikazana je zavisnost brzine prenosa podataka od dužine kabla.

Tabela 1 – Zavisnost brzine prenosa podataka od dužine kabla

Struktura USS telegrama

Master putem adresnog karaktera u telegramu vrši izbor pojedinačnog slejva. Adrese slejva ADR se nalazi upisana u ”polling” listi koju master koristi za selekciju uređaja. Slave vrši transfer podataka samo na zahtev master-a, tako da je komunikacija između dva slave-a onemogućena. Svaki telegram se sastoji iz:

STX – startni karakter (Start character)
LGE – dužina telegrama (Length specification)
ADR – adresni bajt , adresa slejva (Address byte)
Net data block – PKW (Parameter ID Value area) i PZD (Proces Data), kao kod
PROFIBUS DP profila promenljive brzine
BCC-karakter provere bloka (Block check character)

Slika br.2 Struktura USS telegrama

Informacije koje se razmenjuju između master-a i slave-a putem telegrama su smeštene u posebnu oblast, takozvanu net data oblast. Struktura net data oblasti je ne zavisna od karakteristike protokola kojim će se net data prenositi. Iz ovoga se može zaključiti da je isti mehanizam pristupa procesnoj oblasti (control/status word i setpoint/actual value) kao kod PROFIBUS DP profila promenljive brzine. PKW oblast služi za čitanje i promenu vrednosti parametara frekventnog regulatora, dok PZD oblast sadrži informacije o procesu. Strukturu net data bloka čine obe oblasti nezavisno da li je telegram poslat od master-a prema slave-u ili obrnuto slika br.3.

Slika br.3 Struktura net data bloka

Parametarski deo – PKW oblast

PKW oblast omogućava pristup parametrima frekventnog regultora, odnosno njihovu promenu ili očitavanje korišćenjem USS bus-a. Kao što je prikazano na Slici 15, PKW oblast sačinjavaju:

PKE (Prameter ID) i IND (Index) – sadrže informacije o tipu zadatka koji master šalje slejvu ili o tipu odgovora koji slejv šalje masteru, takođe definiše i broj parametara.
PKW elements (Parameter value) – sadrži vrednosti parametara, tekst, ili opis parametara koji se prenosi. Dužina ove oblasti se može menjati u zavisnosti od zadatka i može iznositi 0 word-a, 1 word, 3 word-a, 4 word-a kod telegrama sa fiksnom dužinom, ili može iznositi između 1 i 124 word-a kod telegrama sa promenjljivom dužinom.

Procesni deo – PZD oblast

PZD oblast (Process data area) omogućava upravljanje i nadzor frekventnog regulatora, u ovom radu je to MM 440 preko USS bus-a. Struktura PZD oblasti je prikazana na Slici br.4.

Slika br.4 Struktura PZD oblasti

Maksikalna veličina PZD oblasti je 16 word-a. Ukoliko je telegram poslat od master-a ka slave-u, to podrazumeva da će telegram sadržati Control Word/Main setpoint pomoću kojih master upravlja frekventnim regulatorom npr. start, stop, zadavanje brzine. Ukoliko je telegram poslat od slave-a ka master-u, to podrazumeva da će telegram sadržati Status Word/Main actual value koji nose informacije o statusu frekventnog regulatora, kao i čitanje određenih veličina sa frekventnog regulatora, npr brzina, struja i slično, a to možete videti u Tabeli 2.

Tabela 2 – Sadržaj PZD oblasti

Bitno je napomenuti da definicije bita od 0-10 za control/status word koji se prenose USS bus-om, odgovaraju definiciji bitova od 0-10 koji se prenose PROFIBUS-om, profil promenljive brzine. Bitovi od 10 do 15 zavise od specifikacije konvertora.

Dalja upustva i pojašnjenja pojmova možete prinaći u sledećoj literaturi: Realizacija elektromotornog pogona primenom PROFIBUS i USS komunikacije, autor: Milorad Kaplarević

The post Serijska komunikacija – Struktura telegrama, PWK i PZD oblast appeared first on Automatika.rs.

Šema povezivanja RS485 prijemnika i predajnika

Marko Nikolić — Thu, 14 Jan 2016 12:29:10 +0000

RS485 je najrasprostranjeniji serijski metod posle RS232 protokola i ovde će biti reči o njegovom povezivanju. RS485 primopredajnik (Transceiver) uobičajeno poseduje samo 8 pinova. Četiri za vezu sa mikroprocesorom ili PLC koji prima ili šalje podatke, dva za napajanje i dva za vezu sa RS485 linijom.

Slika br.1 Tipičan RS485 primopredajnik – 14DS75176B

Slika br.2 Šema izolovanog primopredajnika za vezu sa 485 linijom

Primena RS485 komunikacije

RS485 je najviše korišćen protokol u raznim merno-akvizacionim i kontrolnim aplikacijama. Treba razumeti da je RS485 samo low level deo protokola čiji primopredajnici i mreža obezbeñuje fizički nivo za prenos poruke i postavljanje niza bitova na liniju. Ovo je samo donji nivo, koji se dalje nadograđuje high level protokolima kao što su Modbus, PPI, MPI i Profibus.

Kako uređaji komuniciraju na RS485 liniji

Da bi uređaji uspešno komunicirali na RS485 linije neophodan je dodatni deo protokola za prenos, uobičajeno nazvan high level protokol.

1. Po definiciji svih protokola baziranih na RS485 vezi svi primopredajnici počinju rad u stanju visoke impedance. Time je linija slobodna za početak prenosa.

2a. Nadalje, većina high level protokola definiše samo jedan od primopredajnika kao master i samo on može da započne prenos slanjem upitnika (query) ili neke komande.

2b. Postoje tipovi high level protokola koji se zasnivaju na RS485 protokolu i koji dozvoljavaju više master-a na jednoj liniji veze. To je slično Ethernet vezi, ali tada high level protokol mora da prepozna koliziju na liniji, po potrebi odmah ponovi ili za kasnije odgodi novo slanje.

3. Svi ostali primopredajnici (slave) slušaju poruku na liniji. U zavisnosti od poruke i adrese u njoj, javlja se samo prozvani slave i odgovara masteru.

4. Moguća je i broadcase poruka, koja važi za sve ( na primer master reset svih uređaja) ali na nju se ne odgovara.

Ovakav tip protokola usled brojnih kolizija u praksi koristi samo 37% propusnog opsega veze.

Uvod i više infromacija o RS485 protokolu pogledajte OVDE.

Dalja objašnjejna termina i pojmova možete pronaći na sajtu Katedre za energetsku elektroniku i pretvarače, Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu.

The post Šema povezivanja RS485 prijemnika i predajnika appeared first on Automatika.rs.

RS232 – RS485 konverter sa automatskim Rx – Tx upravljanjem

Miloš Jurošević — Wed, 18 Jan 2012 00:00:00 +0000

U današnje vreme, iako tehnologije bežičnih komunikacija rastu veoma brzo, žičane komunikacije na dugačkim rastojanjima zadržavaju svoju popularnost. Razlog svakako leži u visokoj ceni i velikoj složenosti bežičnih komunikacija. Zato su u današnje vreme u mnogim nekomercijanim projektima ljudima i dalje draže žičane komunikacije.

RS232 je jedan od najčešće korišćenih protokola žičane komunikacije, koji se lako razvija i primenjuje. Uglavnom nailazimo na ovaj standard kod aplikacija sa mikrokontrolerima. Međutim, on ima neka ograničenja koja mogu da predstavljaju velike probleme. Maksimalna dužina kabla je svega 15 metara. Dobro ožičavanje, mala brzina prenosa i upotreba medijuma koji nije podložan uticaju šuma nam omogućavaju da u maloj meri povećamo ovu dužinu. Glavni problem koji se javlja pri većim rastojanjima leži u činjenici da sa povećanjem rastojanja, raste i šum na vodu zajedničke mase (ground). Nedostatak RS232 protokola leži i u činjenici da on omogućava komunikaciju maksimalno dva uređaja. Više od dva uređaja ne mogu komunicirati koristeći ovaj protokol.

RS485 je standard koji rešava ove probleme. Glavna razlika ovih protokola je da kod RS485 standarda transfer podataka zavisi od razlike potencijala između dva komunikaciona provodnika. Polaritet definiše logičko stanje signala. Pomoću ovog protokola podaci se mogu slati na razdaljine do 1220 metara i sa brzinom do 10Mbps. Mreži sa ovim protokolom mogu biti pridružena 32 uređaja.

Princip rada uređaja

Prilikom prenošenja podataka, MAX232 konvertuje signal sa DB9 konektora u TTL/CMOS nivo. Zatim MAX485 prenosi ulazni signal iz MAX232 ka RS485 liniju u obliku razlike napona. Dok prima podatke, MAX485 detektuje podatke na RS485 liniji i šalje ih ka MAX232 i tada izlaz može biti preuzet sa DB9 konektora. Dakle, konverter sam upravlja “Receive” i “Transmit” modovima.

Crveni LED indikator pokazuje primanje signala, a zeleni slanje. Da bi se linija za prenos podataka održala na istom naponskom nivou kada nema prenosa podataka, na liniju su povezana dva otpornika od 560Ω. Jedan je povezan sa napajanjem, a drugi sa masom.

Glavna prednost ovog konvertora je mogućnost da detektuje ulazni/izlazni signal i da promeni Rx i Tx modove. Uređaj upravlja DE i RE enable bitovima automatski. Linije A i B sa RS485 se vode na terminale sa vijcima.

Šemu uređaja, PCB i Layout možete preuzeti ovde.

The post RS232 – RS485 konverter sa automatskim Rx – Tx upravljanjem appeared first on Automatika.rs.