Průmyslový převodník sériového rozhraní SLC-41/42/43

Transkript

1 Průmyslový převodník sériového rozhraní SLC-// Převodníky SLC- (I0.xx), SLC- (I0.xx) a SLC- (I0.xx) jsou určeny k převodu a galvanickému oddělení signálů rozhraní RS-/8 nebo RS- na rozhraní RS-, RS-,, proudovou smyčku 0 ma nebo master. Převodníky jsou v plastové krabičce s krytím IP pro montáž na panel nebo zeď. Obj. číslo kompletu převodníku RS-/xx I0.9 I0.9 I0.9 I0. I0. I0. I0. I0. I0. I0.7 I0.7 I0.7 I0.8 I0.8 I0.8 Obj. číslo kompletu převodníku RS-/xx I0.9 I0.9 I0.9 I0. I0. I0. I0. I0. I0. I0.7 I0.7 I0.7 I0.8 I0.8 I0.8 Rozhraní strany B RS- RS- Typ piggy PGPS PGPS P8GP (P8GPS) 0 ma loop PL0GPS master v závorkách jsou uvedeny výběhové typy piggy modulů PMBUS/M Obj. číslo samostatného modulu piggy I0. (I0.0) I0. (I0.0) I0.0 (I0.00) I0.0 (I0.00) I (I08.00)

2 Základní popis Základní deska obsahuje konektory pro přepěťové ochrany OVPM- pro obě strany rozhraní A i B, na straně A převodník rozhraní RS- nebo RS-/8 na TTL (podle modifikace SLC-//), konektory pro osazení piggy modulu a napájecí. Rozhraní strany B je určeno osazením modulu piggy, který také zajišťuje galvanické oddělení. Je nutné používat moduly s měničem, který slouží k napájení galvanicky oddělené strany B. Pro rozhraní a RS- strany B SLC- AC 0 V XC + JP převodníku umožňují použít pro řízení vysílače signál RTS (je-li strana A v modifikaci RS-) nebo monostabilní klopný obvod MKOA pro automatické řízení vysílače. Při modifikaci RS-/8 strany A převodníku umožňují použít pro řízení vysílače signál CTS (je-li strana B osazena piggy modulem PGPS) nebo monostabilní klopný obvod MKOB pro automatické řízení vysílače. Spotřeba převodníku závisí především na typu osazeného modulu piggy a na zátěži vnějšího rozhraní. Technické parametry Napájení: I0.xx 0 0 V DC / 8 V AC, max. W I0.xx 0 0 V DC / 8 V AC, max. W I0.xx 0 V AC, max. 0 W Izolační napětí GO mezi rozhraními: pro všechny typy 000 V DC Stupeň krytí IP JP JP JP JP0 modul piggy PGPS PGPS P8GPS PL0GPS PMBMGPS JP JP8 JP9 A RS- nebo RS-/8 TXD CTS RTS PWR XC JP JP JP Obr. : Umístění propojek v převodníku B piggy JP JP JP XC Rozměry 80 9 mm s vývodkami 80 mm Rozsah pracovních teplot 0 0 C Rozhraní RS- Max. přenosová rychlost 0 kbd Vstupní odpor přijímače min. 7 kω Výstupní napětí vysílače typ. ±8 V Max. délka připojeného vedení m Max. napětí signálových vodičů proti trvale V špičkově 7 V Max. napětí proti uzemnění trvale V špičkově V Rozhraní RS- Max. přenosová rychlost MBd Vstupní odpor přijímače kω Citlivost přijímače min. ±00 mv Výstupní diferenční napětí vysílače typ.,7 V min., V Max. délka připojeného vedení 00 m Max. napětí signálových vodičů proti -- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení

3 trvale V špičkově V Max. napětí proti uzemnění trvale V špičkově V Rozhraní Max. přenosová rychlost MBd Vstupní odpor přijímače kω Citlivost přijímače min. ±00 mv Výstupní diferenční napětí vysílače typ.,7 V min., V Max. délka připojeného vedení 00 m Max. napětí signálových vodičů proti trvale V špičkově V Max. napětí proti uzemnění trvale V špičkově V Rozhraní smyčka 0mA Max. přenosová rychlost 8, kbd Vstupní proud pro úroveň L < ma Vstupní proud pro úroveň H > ma Max. délka připojeného vedení 00 m Max. napětí signálových vodičů proti trvale V špičkově V Max. napětí proti uzemnění trvale V špičkově V Rozhraní master Max. přenosová rychlost 9, kbd Max. počet slave modulů 0 Max. napětí signálových vodičů proti trvale 9 V špičkově V Max. napětí proti uzemnění trvale V špičkově V Připojení signálů, konektory je ze základní desky přes modul přepěťových ochran vyvedena na konektor XC se šesti svorkami. Pojmenování signálů v modifikaci RS- souhlasí s COM portem PC jedná se pouze o prodloužení. Signál RxD je tedy na převodníku výstupem a vede na stejnojmenný vstup portu PC nebo jiného komunikujícího zařízení, signál TxD je na převodníku vstupem SLC-// a je připojen k výstupu TxD, atd. Příklad připojení strany A (pro RS-) k počítači PC je uveden v tabulce. Připojení převodníku k jinému zařízení bude obdobné. je ze základní desky přes modul přepěťových ochran vyvedena na konektor XC se šesti svorkami. Rozmístění signálů na svorkách pro všechny druhy rozhraní je uvedeno v tabulce. napětí je přivedeno na konektor XC (XC, XC). Propojky základní desky JP připojení zakončovací impedance 0R ke vstupu přijímače RS- strany A JP, JP připojení vytahovacích odporů 00R pro zajištění neaktivní úrovně na vstupu přijímače RS- strany A JP připojení zakončovací impedance 0R ke vstupu přijímače RS- nebo strany B JP, JP připojení vytahovacích odporů 00R pro zajištění neaktivní úrovně na vstupu přijímače RS- nebo strany B SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -- č. sv. PC označení označení signálu signálu konektor - pinů typ typ 9 RxD výstup vstup RxD TxD vstup výstup TxD GND společný vodič 7 RTS vstup výstup 7 RTS CTS výstup vstup 8 CTS P Tab.. Označení svorek XC strany A v modifikaci RS- a připojení k PC COM portu Č. sv. Označení signálu pro rozhraní strany B RS- RS- 0 ma signálová zem +U IN CTS RXD RXTXD RXD RXD +RXD +RXTXD TXD + TXD TXD RXTXD TXD+ RTS +TXD +RXTXD RXD+ + P Tab. : Zapojení svorek XC strany B pro různá rozhraní

4 pouze s piggy PL0GPS připojí proudový pouze pro piggy PMBMGPS připojení zdroj k přijímači (aktivní přijímač) externího napájecího napětí U CC ( V, zapne ovládání přijímače RS- strany max. 0 ma) na vstup modulátoru A signálem CTS, resp. AutoCTS (odpovídá JP pouze pro piggy PMBMGPS a základní RC na piggy P) desku v modifikaci RS- připojení výstupu přepíná vstup RTS piggy mezi RTS (jen DCD piggy modulu (indikace pře- základní deska v modifikaci RS-) a AutoRTS (obě modifikace základní desky) tížení linky ) na výstup CTS strany A převodníku JP0 pouze s piggy PGPS připojení signálu RXD ke svorkám Připojení napájení k SLC- Základní deska převodníku SLC- může být JP pouze s piggy PL0GPS připojí proudový zdroj k vysílači (aktivní vysílač) napájena stejnosměrným (DC) nebo střídavým (AC) napětím. Podle toho se zapojuje napájecí svorkovnice, která má tři svorky. Oba JP pouze s piggy PGPS a PL0GPS připojení signálu RTS, resp. +RXD, ke svorkám způsoby připojení jsou patrné z obrázku. JP pouze s piggy PL0GPS připojení signálu +TXD ke svorkám Starší provedení převodníku SLC- má pouze dvousvorkovou napájecí svorkovnici a může zapne ovládání vysílače RS- strany být napájen pouze stejnosměrným napětím. A signálem CTS, resp. AutoCTS (odpovídá XC TC na piggy P) + ~ + přepíná výstup CTS piggy mezi CTS 0 V 8 V + ~ a AutoCTS JP blokuje přenos ve směru B A, probíhá-li právě přenos ve směru A B SLC- blokuje přenos ve směru A B, probíhá-li právě přenos ve směru B A Napájení střídavým napětím JP8 pro PL0GPS propojení výstupu +U N vestavěného měniče se vstupy proudových zdrojů + ~ XC + JP9 pro PL0GPS připojení výstupu U N + + ~ vestavěného měniče na vnější svorku 0 V 0 0 V JP8+JP9 spojením prostředních dvou kolíků se připojí signálová zem piggy modulů SLC- PGPS, PGPS a P8GPS na vnější svorku Napájení stejnosměrným napětím Obr. : Připojení napájení k SLC- Základní deska v modifikaci RS- (I0/0/0.x) Na straně A převodník převádí dva vstupní a dva výstupní signály (RxD, TxD, RTS, CTS). Blokové schéma základní desky je na obr.. Při této modifikaci základní desky MUSÍ být rozpojeny propojky JP, JP a JP. Propojka umožňuje vybrat způsob ovládání signálu CTS strany A signál CTS z modulu piggy ( v dolní poloze) nebo AutoCTS generovaný monostabilním klopným obvodem MKOB ( v horní poloze). Doporučené kabely a propojení RS- RS- je napěťové rozhraní, které je možné použít pouze na krátké vzdálenosti (do m). Na propojení je možné použít jakýkoli 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 RS mají vyso- -- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení

5 XC TxD RxD RTS CTS GND P P XC + + ~ + ~ 0 0 V DC 8 V AC SLC- XC + + ~ ~ měnič 0 0 V DC 8 V AC SLC- RS- ~0, ms MKO A 80 ms MKO A SLC-// kou vstupní impedanci. Pokud jsou některé signály nepoužité a přesto jsou přivedeny do dalšího zařízení např. CTS se nepoužívá, ale ke spojení s PC je použit standardní devítižilový propojovací kabel, může se vyskytovat náhodně se měnící stav tohoto signálu. Proto je vhodnější nepoužité vstupy připojit k nepoužitým výstupům, které mají definovaný stav (např. na svorkovnici XC spojit CTS s RTS). Základní deska v modifikaci RS-/8 (I0/0/0.x) Na straně A převodník převádí jeden vstupní a jeden výstupní signál (RxD a TxD). Způsob ovládání vysílače (od signálu CTS piggy modulu nebo automaticky) je možné volit konfigurační propojkou na základní desce převodníku (viz obrázek ). S pomocí ovládání vysílače je možné realizovat vícebodové spojení dvoudrátové (typu ) nebo čtyřdrátové. rr + TTL side User side JP 7 Piggy JP JP TxD Back PGPS JP0 RxD PGPS XC P8GP PL0GPS RTS 7 PMBMGPS 0 9 CTS 8 8 P DCD 9 JP JP 0R JP ~0, ms & & rr MKO B 80 ms MKO B (I0/0/0.x) 00R JP8 XC L N 0VAC SLC- Obr. : Blokové schéma základní desky převodníku SLC-// v modifikaci RS- master + Blokové schéma zapojení základní desky převodníku je na obrázku. Zapojení pro duplexní provoz Propojky a na základní desce převodníku jsou rozpojeny (vysílač i přijímač připojeny trvale). master &TxD &TxD &TxD &TxD JP9 JP &TxD &TxD 00R Signály RxD a TxD jsou spojeny na připojovacích svorkách převodníku &TxD &TxD slave slave slave n Obr. : Vícebodová síť RS- slave slave slave n Obr. : Vícebodová síť RS- typu SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení --

6 + TTL side User side JP RS-/8 XC 7 +RX Piggy JP JP TxD RX Back +TX PGPS JP0 RxD PGPS XC TX P8GP GND PL0GPS RTS P P 7 PMBMGPS 0 00R 9 + CTS 8 8 P DCD 9 JP XC + + ~ + ~ JP 0R JP 0 0 V DC ~0, ms ~0, ms 8 V AC SLC- MKO A & & MKO B XC + XC + ~ 80 ms + 80 ms L ~ měnič MKO A rr rr MKO B N 0 0 V DC 8 V AC SLC- 0VAC (I0/0/0.x) SLC- 0R JP JP JP SLC-// Zapojení pro poloduplexní provoz Na základní desce je spojena propojka, která dovoluje ovládání vysílače. Aktivní stav vysílače se řídí signálem CTS piggy modulu nebo signálem AutoCTS generovaného monostabilním klopným obvodem MKOA s pevnou časovou konstantou asi 0, ms. Převodník pak může pracovat ve vícebodových sítích čtyřdrátových (multidrop RS- na obr. ) nebo dvoudrátových ( na obr. ). Pro dvoudrátové zapojení je nutné vnější spojení vysílače a přijímače. Situaci znázorňuje obr. 7. Obr. : Blokové schéma základní desky převodníku SLC-// v modifikaci RS-/8 + XC +RX RX +TX TX GND P P SLC-// Obr. 7: Připojení základní desky převodníku k poloduplexní síti () Řízení vysílače signálem CTS Konfigurační propojka na základní desce převodníku je v poloze CTS (dole). Aktivní stav vysílače se ovládá signálem CTS piggy modulu dostupné jen při rozhraní RS- na straně B převodníku. Automatické řízení vysílače od RxD Konfigurační propojka na základní desce převodníku je v poloze AUTO (nahoře). Aktivní stav vysílače řídí monostabilní klopný obvod MKOB, který se nahazuje aktivním stavem signálu RxD. Po ukončení příjmu (RxD se vrátí do neaktivní úrovně) a vypršení doby MKOB se převodník přepne na příjem. Časová konstanta MKOB je nastavena na hodnotu přibližně 0, ms a je neměnná. Zakončení linky Ze signálového hlediska by kroucený pár měl být zakončen na obou koncích vedení (viz. obr. 8). Zakončovací odpory mají dvě funkce upravují neaktivní stav linky (00 Ω) a impedančně zakončují vedení (0 Ω). 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 a neaktivní stav proto musí být ošetřen zakončovacími odpory. Bez zakončení může být přijímačem od rušivých impulsů snadno detekován start bit, což způsobí náhodné přijímání znaků. Impedanční -- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení 00R JP JP8 JP9 JP 00R

7 přizpůsobení je důležité spíše při vysokých rychlostech přenosu (nad 00 kbd), kde zabraňuje odrazům signálu od konce vedení. Zakončovací odpory signálu RxD se připojují spojením propojek JP, JP a JP na základní desce (viz obr. ). Doporučené kabely pro vedení RS- Pro vedení RS- na krátké vzdálenosti a nízké komunikační rychlosti (desítky metrů s rychlostí do cca 900 Bd) je v podstatě možné použít jakýkoliv kabel, který má kroucené páry vodičů např. SYKFY, SRO, DATAX YCY ap. Na větší vzdálenosti a pro vyšší komunikační rychlosti je vhodné použít UTP kabely pro počítačové sítě nebo kabely, konstruované pro diferenciální signály RS-/8, např. BLDN UTP/FTP, LAM TWIN UTP/FTP, LAM TWIN FLXO 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 desítek metrů výsledek je nutno ověřit experimentálně. V každém případě bude při použití nepárových kabelů linka podstatně méně odolná proti vnějšímu elektromagnetickému rušení. master slave, jsou bez zakončení master, slave n mají připojeny zakončovací odpory slave slave slave n Obr. 8: Zakončení vícebodové sítě RS- Propojování zařízení RS- 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 () všech připojených přístrojů. Jako společný vodič může být použito i stínění kabelu. Převodník RS- nebo RS- RS- (I0/0/0.9 nebo.9) Pro rozhraní RS- strany B je převodník osazen modulem piggy P GPS. V modifikaci RS- základní desky převádí dva vstupní a dva výstupní signály (RxD, TxD, RTS, CTS), v modifikaci RS- základní desky převádí jeden vstupní a jeden výstupní signál (RxD XC +RX RX +TX TX GND P &PP GO P MKOB MKOB PGPS SLC-// Obr. 9: Blokové schéma převodníku RS- / RS- a TxD). Modul piggy neobsahuje žádné konfigurační propojky. Celkové blokové schéma zapojení převodníku RS-/RS- uvádí obr. 0, schéma převodníku RS-/RS- je na obr. 9. Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS- XC RTS Základní nastavení propojek je na obrázku. Propojky JP, JP a JP na TXD RXD straně A a propojky JP, JP a JP CTS strany B MUSÍ zůstat rozpojeny. Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS- Základní nastavení propojek základní desky je na. Nastavení strany A ja- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -7-

8 XC TxD RxD RTS CTS GND P P GO PGPS XC RTS TxD RxD CTS GND P P SLC-// Obr. 0: Blokové schéma převodníku RS- / RS- ko duplexní s vysílačem i přijímačem připojenými trvale je vidět na obr. a (tovární nastavení). Nastavení strany A s řízením vysílače signálem CTS ze strany B převodníku (z piggy modulu) ukazuje obrázek b. Není-li žádoucí, aby v době vysílání probíhal příjem (např. poloduplexní zapojení typu ), musí být spojena také propojka (ovládání přijímače). Nastavení strany A s řízením vysílače signálem AutoCTS generovaného monostabilním klopným obvodem MKOB s časovou konstantou cca 0, ms ukazuje obrázek c. Není-li žádoucí, aby v době vysílání probíhal příjem (např. poloduplexní zapojení typu ), musí být spojena také propojka. Propojky JP, JP a JP strany B MUSÍ zůstat rozpojeny. Doporučené kabely a propojení RS- RS- je napěťové rozhraní, které je možné použít pouze na krátké vzdálenosti (do m). Na propojení je možné použít jakýkoli 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 RS- mají vysokou vstupní impedanci. Pokud jsou některé signály nepoužité a přesto jsou přivedeny do dalšího zařízení např. CTS se nepoužívá, ale ke spojení s PC je použit standardní devítižilový propojovací kabel, může se vyskytovat náhodně se měnící stav tohoto signálu. Proto je vhodnější nepoužité vstupy připojit k nepoužitým výstupům, které mají definovaný stav (např. na svorkovnici XC spojit CTS s RTS). Převodník RS- nebo RS- RS- (I0/0/0. nebo ) Převodník je na straně B osazen modulem piggy PGPS. Převádí jeden vstupní a jeden výstupní signál (RxD a TxD). Realizací plně duplexního spojení je převodník vhodný pro prodloužení RS- (základní desky v modifikaci RS-). Převodník lze také použít jako opakovač linky RS- (základní deska v modifikaci JP RS-), je-li vedení linky příliš dlouhé. Propojky na modulu PGPS jsou zřejmé z obr.. Propojka TC na modulu piggy 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 určuje propojka RTS. -8- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení JP JP JP JP0 JP JP8 JP9 Obr. : Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS- JP JP JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP8 JP c) Obr. : Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS-/8 a) JP8 b) JP8 JP9 JP9 JP9

9 XC vysílání při RTS= vysílání při RTS=0 (standardně) příjem i v době vysílání (standardně) po dobu vysílání je příjem blokován vysílač připojen na výstup trvale (standardně) připojení vysílače řídí RTS +RX RX +TX TX GND P Obr. : Propojky na modulu PGPS Způsob ovládání (od signálu RTS nebo automaticky) je pak možné volit konfigurační propojkou základní desky převodníku (viz. obrázek ). S pomocí ovládání vysílače lze realizovat vícebodové spojení dvoudrátové (typu ) nebo čtyřdrátové. Propojka RC modulu P GPS dovoluje zakázat příjem v době vysílání. Zapojení pro duplexní provoz Na modulu PGPS jsou propojky TC a RC rozpojeny (vysílač i přijímač jsou připojeny trvale). Celkové blokové schéma zapojení převodníku RS- / RS- uvádí obrázek, schéma převodníku RS- / RS- je na obrázku. Toto nastavení převodníku lze použít jen při spojení dvou převodníků (dvoubodové spojení). Zapojení pro poloduplexní provoz Na modulu piggy PGPS je spojena propojka TC, která dovoluje ovládání vysílače. Aktivní stav vysílače se řídí signálem RTS. Převodník pak může pracovat ve vícebodových sítích GO XC +TX TX +RX RX P P P PGPS SLC-// Obr. : Převodník s modulem PGPS pro poloduplexní provoz (náhrada za P8GPS) čtyřdrátových (multidrop RS- na obr. ) nebo dvoudrátových ( na obr. ). Pro dvoudrátové zapojení je nutné vnější spojení vysílače a přijímače. Situace je na obr.. Řízení vysílače strany B signálem RTS Konfigurační propojka na základní desce převodníku je v poloze RTS (v dolní poloze, viz. obrázek 7a se zapojením všech propojek tovární nastavení). Aktivní stav vysílače se ovládá signálem RTS dostupné jen při modifikaci RS- na straně A převodníku. Zařízení musí být schopné aktivovat signál RTS a udržet jej až do odvysílání celého posledního znaku zprávy. Pokud je řídicím zařízením počítač PC a je SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -9- MKOB & & MKOA MKOB MKOA SLC-// Obr. : Blokové schéma převodníku RS- / RS- + XC TxD RxD RTS CTS GND P P MKOA MKOA & GO PGPS GO PGPS XC +TX TX +RX RX P P XC +TX TX +RX RX P P SLC-// Obr. : Blokové schéma převodníku RS- / RS- JP JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP8 JP b) Obr. 7: Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS- a) JP8 JP9 JP9

10 JP JP JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP c) Obr. 8: Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS-/8 použit kanál RS-, je stav signálu RTS vhodné prověřit. Ne všechny programy (obzvláště v prostředí Windows) jsou schopné provádět ovládání korektně a bez časových prodlev. Je-li signál RTS aktivní i po ukončení vysílání, vede to obvykle k destrukci přijímané zprávy (odpovědi). Automat. řízení vysílače strany B od TxD Konfigurační propojka na základní desce převodníku je v poloze AUTO (v horní poloze, viz. obrázek 7b se zapojením všech propojek). Aktivní stav vysílače řídí monostabilní klopný obvod MKOA, který se nahazuje aktivním stavem signálu TxD. Po ukončení vysílání (TxD se vrátí do neaktivní úrovně) a vypršení doby MKOA se převodník přepne na příjem. Časová konstanta MKOA je nastavena na hodnotu přibližně 0, ms a je neměnná. JP8 a) JP8 b) JP8 JP9 JP9 JP9 Nastavení propojek základní desky Při modifikaci RS- základní desky se propojkami nastavuje režim rozhraní RS- (duplexní / poloduplexní). Nastavení propojek na obrázku 8a je pro duplexní režim (vysílač i přijímač připojeny trvale pro dvoubodové spojení RS- tovární nastavení), na obrázku 8b pro poloduplexní režim s ovládáním vysílače (přijímač připojen trvale vícebodová síť RS-) a na obrázku 8c pro poloduplexní režim s řízením vysílače i přijímače (dvouvodičová vícebodová síť typu ). Propojkou se volí způsob ovládání vysílače (RTS nebo AutoRTS viz. předchozí odstavce). Zakončení linky Ze signálového hlediska by kroucený pár měl být zakončen na obou koncích vedení (viz. obrázek 8). Zakončovací odpory mají dvě funkce upravují neaktivní stav linky (00 Ω) a impedančně zakončují vedení (0 Ω). 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 a neaktivní stav proto musí být ošetřen zakončovacími odpory. Bez zakončení může být přijímačem od rušivých impulsů snadno detekován start bit, což způsobí náhodné přijímání znaků. Impedanční přizpůsobení je důležité spíše při vysokých rychlostech přenosu (nad 00 kbd), kde zabraňuje odrazům signálu od konce vedení. Zakončovací odpory signálu RxD se připojují spojením propojek JP, JP a JP na základní desce (viz. obrázek ), standardně jsou nezapojeny. Doporučené kabely pro vedení RS- Pro vedení RS- na krátké vzdálenosti a nízké komunikační rychlosti (desítky metrů s rychlostí do cca 900 Bd) je v podstatě možné použít jakýkoliv kabel, který má kroucené páry vodičů např. SYKFY, SRO, DATAX YCY ap. Na větší vzdálenosti a pro vyšší komunikační rychlosti je vhodné použít UTP kabely pro počítačové sítě nebo kabely konstruované pro diferenciální signály RS-/8, např. BLDN UTP/FTP, LAM TWIN UTP/FTP, LAM TWIN FLXO 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 desítek metrů výsledek je nutno ověřit experimentálně. V každém případě bude při použití nepárových kabelů linka podstatně méně odolná proti vnějšímu elektromagnetickému rušení. -0- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení

11 Propojování zařízení RS- 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 () všech připojených přístrojů. Jako společný vodič může být použito i stínění kabelu. Převodník RS- nebo RS- (I0/0/0. nebo.) Pro rozhraní je převodník osazen modulem piggy P8GP. Propojky na desce P8GP jsou zřejmé z obr. 9. Standardně je signál CTS spojen s RTS, vysílač aktivován pro RTS=0, příjem po připojené zakončení linky (0 R + 0 nf) odpojené zakončení linky (standardně) po dobu vysílání příjem blokován (standardně) příjem i v době vysílání CTS spojen s RTS (standardně) CTS=0 trvale CTS= trvale vysílání při RTS= vysílání při RTS=0 (standardně) Obr. 9: Propojky na modulu P8GPS dobu vysílání blokován. Pokud připojené zařízení kontroluje vlastní vysílání na lince zpětným příjmem, musí být na modulu P8GP spojena propojka RCD. Obvykle je tento stav nežádoucí (zařízení nechce slyšet své vlastní vysílání) a může působit potíže. Celkové blokové schéma zapojení převodníku RS-/ uvádí obr. 0, převodníku RS-/ je na obr.. Převodník lze použít jako opakovač linky (základní deska v modifikaci RS-), je-li vedení linky příliš dlouhé. XC TxD RxD RTS CTS GND P P MKOA MKOB Řízení vysílače strany B signálem RTS Konfigurační propojka na základní desce převodníku je v poloze RTS (dole viz. obrázek a se zapojením všech propojek). Přepínání vysílání/příjem se ovládá signálem RTS strany A dostupné jen při modifikaci RS- na straně A převodníku. Zařízení musí být schopné aktivovat signál RTS a udržet jej až do odvysílání celého posledního znaku zprávy. Pokud je řídicím zařízením počítač PC a je použit kanál RS-, je stav signálu RTS vhodné prověřit. Ne všechny programy (obzvláště v prostředí Windows) jsou schopné provádět ovládání korektně a bez časových prodlev. Je-li signál RTS aktivní i po ukončení vysílání, vede to obvykle k destrukci přijímané zprávy (odpovědi). Automat. řízení vysílače strany B od TxD Konfigurační propojka na základní desce převodníku je v poloze AUTO (nahoře), viz. obrázek b se zapojením všech propojek (tovární nastavení). Přepínání vysílače zajišťuje monostabilní klopný obvod MKOA, který se nahazuje aktivním stavem signálu TxD. Časová konstanta MKOA je nastavena na hodnotu cca 0, ms a je neměnná. Nastavení propojek základní desky Při modifikaci RS- základní desky se propojkami nastavuje režim rozhraní RS- (duplexní/poloduplexní). Obrázek a je pro duplexní režim (vysílač i přijímač připojeny trvale dvoubodové spojení RS-), obrázek b pro poloduplexní režim s ovládáním vysílače (přijímač připojen trvale vícebodová síť RS-) a obrázek c (tovární nastavení) pro poloduplexní režim s řízením vysílače i přijímače (dvouvodičová vícebodová síť typu ). SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -- & GO P8GPS XC +RXTXD RXTXD +RXTXD RXTXD P P SLC-// Obr. 0: Blokové schéma převodníku RS- /

12 XC +RX RX +TX TX GND P P MKOA MKOB MKOA MKOB & JP & GO P8GP XC +RXTXD RXTXD +RXTXD RXTXD P P SLC-// Obr. : Blokové schéma převodníku RS / RS8 JP JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP8 JP b) Obr. : Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS JP JP JP JP JP0 JP a) JP8 JP8 a) JP9 JP9 JP9 Při modifikaci RS- základní desky je použita pouze propojka, kterou se volí způsob ovládání vysílače (RTS nebo AutoRTS). Propojky JP a slouží k blokování přenosu v jednom směru, probíhá-li současně přenos ve směru opačném. Při spojení obou propojek má přednost první zahájený přenos. Při spojení pouze jedné z propojek může dojít ke ztrátě zprávy např. je spojena propojka JP pro přednost přenosu ve směru A B. Probíhá-li ovšem přenos ve směru B A a během zprávy je zahájen přenos ve směru A B, je přenos ve směru B A okamžitě přerušen a převodník přenut do směru A B. Zakončení linky Linka má charakter sběrnice a ze signálového hlediska by kroucený pár měl být zakončen na obou koncích vedení (viz. obr. ). Zakončovací odpory mají dvě funkce upravují neaktivní stav linky (00 Ω) a impedančně zakončují vedení (0 Ω). 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 00 kbd), kde zabraňuje odrazům signálu od konce vedení. Zakončovací odpory signálu RxD se připojují spojením propojek JP, JP a JP na základní desce (viz. obrázek ), standardně jsou nezapojeny. Doporučené kabely pro linku Pro vedení linky na krátké vzdálenosti a nízké komunikační rychlosti (desítky metrů s rychlostí cca 900 Bd) je v podstatě možné JP JP JP JP JP0 JP8 JP9 master slave JP b) slave, jsou bez zakončení slave JP JP JP JP JP0 JP8 JP9 master, slave n mají připojeny zakončovací odpory JP c) Obr. : Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS/8 Obr. : Zakončení sítě RS8 slave n -- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení

13 použít jakýkoliv kabel, který má kroucený pár vodičů např. SYKFY, SRO, DATAX YCY ap. Na větší vzdálenosti a při vyšší komunikační rychlosti je vhodné použít UTP kabely pro počítačové sítě nebo kabely konstruované pro RS8, např. BLDN UTP/FTP, LAM TWIN UTP/FTP, LAM TWIN FLXO ap. Pro zvýšení odolnosti proti rušení je vhodnější kabel stíněný. 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 Pro spojení zařízení linkou principiálně postačuje jeden pár vodičů (pouze ±TxRxD), vyrovnání datové linky vzhledem k napájecímu napětí zajistí zakončovací odpory. Lepší je však propojit i signálovou zem () všech připojených přístrojů. Jako společný vodič může být použito i stínění kabelu. Převodník RS- nebo RS- 0mA (I0/0/0.7 nebo.7) Pro rozhraní proudové smyčky je převodník osazen modulem piggy PL0GPS. Na rozhraní proudové smyčky se přenáší pouze datové signály RxD a TxD. Celkové blokové schéma zapojení převodníku RS-/smyčka 0 ma uvádí obrázek, převodníku RS-/ smyčka 0 ma je na obr. 7. negovaný přijímač přímý přijímač CTS je spojen s RTS (standardně) CTS = 0 trvale CTS = trvale negovaný vysílač přímý vysílač Obr. : Propojky na modulu PL0GPS Propojky na piggy modulu PL0GPS jsou zřejmé z obr.. Propojka CTS umožňuje interně spojit signál CTS s RTS. Propojky T a R umožňují obrátit polaritu vysílače a přijímače. XC +RX RX +TX TX GND P P MKOA MKOB & VGO PL0GPS SLC-// Obr. 7: Blokové schema převodníku RS / smyčka 0 ma XC TxD RxD RTS CTS GND P P XC +RXD +TXD TXD RXD P P SLC-// XC +RXD +TXD TXD RXD P P To je nutné při spojování některých zařízení (např. PLC NS90), která mají nestandardní signály. Standardní nastavení modulu PL0GPS je, že signál CTS je spojen s RTS, vysílač přímý (T) a příjímač přímý (R). Modul piggy má samostatně vyvedeny dva proudové zdroje. To dovoluje zapojovat libovolné kombinace pro aktivní nebo pasivní vysílač a přijímač. Nastavení propojek základní desky Při modifikaci RS- základní desky se propojkami nastavuje rozhraní piggy modulu (JP, JP, JP8, JP9) SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -- VGO PL0GPS Obr. : Blokové schéma převodníku RS- / smyčka 0 ma JP JP JP JP JP0 JP JP8 JP9 Obr. 8: Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS-

14 a typ přijímače () a vysílače (JP), jak ukazuje obrázek 8. Rozpojená propojka znamená pasivní zapojení přijímače (vysílače), spojená propojka určuje aktivní zapojení přijímače (vysílače). Při modifikaci RS- základní desky se propojkami nastavuje typ rozhraní piggy modulu (JP, JP, JP8 a JP9), typ přijímače (), typ vysílače (JP) a režim rozhraní RS- (duplexní/poloduplexní). Zapojení propojek pro různé režimy ukazuje obrázek 9. Obrázek 9a (tovární nastavení) je pro duplexní režim (vysílač i přijímač připojeny trvale dvoubodové spojení RS-), obrázek 9b pro poloduplexní režim s ovládáním vysílače (přijímač připojen trvale vícebodová síť RS-) a obrázek 9c pro poloduplexní režim s řízením vysílače i přijímače (dvouvodičová síť typu ). -- JP JP JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP8 JP c) Obr. 9: Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS-/8 VGO VGO JP VGO PL0GPS XC +RXD +TXD TXD RXD P P SLC-// a) JP8 b) JP8 Obr. 0: Zapojení aktivního vysílače a přijímače JP9 JP9 JP9 VGO PL0GPS XC +RXD +TXD TXD RXD P P SLC-// Obr. : Zapojení pasivního vysílače a přijímače Připojení proudové smyčky Pro funkci proudové smyčky musí být uzavřena proudová cesta mezi zdrojem proudu, vysílačem (obvykle spínací tranzistor), přijímačem (obvykle LD optronu) a společným vodičem. Na straně převodníku na pořadí prvků v obvodu nezáleží, na straně připojeného zařízení může být důležité zajistit společnou zem vysílače a přijímače v případě, že vysílač není realizován optronem, ale např. spínacím tranzistorem. Podle toho, kde je zařazen zdroj proudu, rozlišujeme spojení aktivní vysílač pasivní přijímač a pasivní vysílač aktivní přijímač. Na převodníku SLC-// vytvoříme aktivní vysílač či přijímač tak, že zapojíme výstup proudového zdroje do série se spínacím tranzistorem, resp. LD optronu (spojením propojky JP či ). Proud z výstupu proudového zdroje prochází vysílačem a přes pasivní přijímač připojeného zařízení se vrací do společné svorky. Zapojení aktivního vysílače a přijímače je uvedeno na obr V SLC-// V V R 0,0 A I=0mA R 0,0 A Obr. : Rozložení úbytků napětí na vedení V + +

15 Pro pasivní zapojení vysílače i (nebo) přijímače zůstane proudový zdroj nepoužit a použije se pouze tranzistor a LD optronu situaci znázorňuje obr.. Konkrétní kombinace vysílače a přijímače záleží na připojovaném zařízení. Při připojování proudové smyčky neznámého zařízení je možné provést snadno identifikaci obvodů měřením klidového proudu. Pokud miliampérmetr zapojený mezi svorky + a vysílače indikuje protékající proud, je vysílač aktivní, 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 kabelu tedy nejsou rozhodující signálové vlastnosti kabelu, ale spíše celkový odpor vedení. Proudový zdroj je v převodníku napájen napětím V, na cestě signálu je nutno počítat s úbytky napětí na vlastním proudovém zdroji (cca V), spínacím tranzistoru (cca V), LD optronu přijímače a vlastním vedení. Situaci znázorňuje obrázek. Celkový ohmický odpor vedení dvou vodičů ( R) tedy nesmí přesáhnout: 9 V / 0,0 A = 90 Ω tj. 7 Ω na jeden vodič (žíly kabelu SYKFY 0, mají průběžný odpor jednoho vodiče cca 00 Ω/km). Pro vedení je možné použít např. kabely SYKY, SYKFY, UFaU, LAM FLXO i jiné. Kroucení vodičů do páru není na závadu. Stínění kabelu je potřebné především v případě, že linka prochází prostředím s vysokou hladinou elektromagnetického rušení. Převodník RS- nebo RS- master (I0/0/0.8 nebo.8) Pro rozhraní master je převodník osazen modulem piggy PMBUS/M. Modul umožňuje budit standardní linku s 0 slave stanicemi. Na rozhraní se přenáší pouze datové signály RxD a TxD. napětí linky zajišťuje vestavěný měnič piggy modulu. Délka vedení sběrnice je omezena maximálním úbytkem napětí na každém vodiči (neměl by přesáhnout 0, V), který je závislý na klidovém odběru slave modulů (počet modulů, ma) a průřezu vodičů. Vyhodnocení proudu je dynamické, což XC +RX RX +TX TX GND P P umožňuje měnit počet připojených slave stanic bez jakékoliv konfigurace. MKOA MKOB MKOA & N proudová pojistka (logika) PMBus/M proudová pojistka (snímač) modulátor modulátor XC MB +MB MB +MB P P SLC-// Obr. : Blokové schéma převodníku RS-/ master XC TxD RxD RTS CTS GND P P N CTS proudová pojistka (logika) PMBus/M proudová pojistka (snímač) XC MB +MB MB +MB P P SLC-// Obr. : Blokové schéma převodníku RS-/ master s ručním řízením přijímače XC TxD RxD RTS CTS GND P P MKOA N CTS proudová pojistka (logika) PMBus/M proudová pojistka (snímač) SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -- modulátor XC MB +MB MB +MB P P SLC-// Obr. : Blokové schéma převodníku RS-/ master s automat. řízením přijímače

16 Nastavení propojek základní desky Pro modifikaci RS- základní desky je nastavení propojek vidět na obrázku pro automatické řízení přijímače a na obrázku 7 pro ruční řízení přijímače. Propojka JP propojuje signály piggy modulu CTS a DCD. Tím je na svorce CTS strany A převodníku k dispozici informace o přetížení linky. JP JP JP JP JP0 JP Při modifikaci RS- základní desky se propojkami nastavuje režim rozhraní RS- (duplexní/poloduplexní). Zapojení propojek pro různé režimy ukazuje obrázek 8. Obrázek 8a je pro duplexní režim (vysílač i přijímač připojeny trvale dvoubodové spojení RS-), obrázek 8b pro poloduplexní režim s ovládáním vysílače (přijímač připojen trvale vícebodová síť RS-) a obrázek 8c pro poloduplexní režim s řízením vysílače i přijímače (dvouvodičová vícebodová síť typu ). Obsluha vstupu RTS piggy modulu Je-li připojen k signálu RTS strany A (modifikace RS-, propojka v dolní poloze RTS), je řízen tímto signálem následovně: pro JP8 JP9 Obr. : Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS- s automatickým řízením přijímače JP JP JP JP JP0 JP Obr. 7: Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS- s ručním řízením přijímače JP8 JP9 JP JP JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP JP JP JP JP0 JP c) Obr. 8: Nastavení propojek základní desky v modifikaci RS-/8 RTS=0 je příjem blokován, pro RTS= je příjem povolen. Je-li vstup připojen k výstupu MKOA (AutoRTS) je po dobu vysílání příjem blokován (obě modifikace, propojka v horní poloze AUTO). Nadproudová pojistka piggy modulu Nadproudová pojistka se skládá ze dvou částí vzájemně od sebe galvanicky oddělených části snímače proudu a vyhodnocení nadproudu a části logiky odpínání vestavěného měniče. Dojde-li k přetížení linky, pojistka vybaví, odpojí vestavěný měnič a signál DCD (případně i CTS) piggy modulu přejde do aktivního stavu (log. 0). Po době cca s logika opět měnič připojí. Trvá-li přetížení i nadále, pojistka opět vybaví a celý cyklus se opakuje tak dlouho, dokud přetížení neodezní. Po odeznění přetížení linky a opětovném připojení měniče je plně obnovena normální funkce piggy modulu. JP8 a) JP8 b) JP8 JP9 JP9 JP9 -- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení

17 Příklady zapojení převodníků SLC-// Opakovač linky RS- Opakovač linky RS- je nutné použít, je-li vedení sběrnice delší než 00 m nebo je na jeden vysílač (master) připojeno více než přijímačů (situaci znázorňuje obrázek 9), popřípadě je nutno galvanicky oddělit dvě zařízení připojená na linku RS-, z nichž žádné neobsahuje galvanické oddělení. Opakovač má základní desku v modifikaci RS- a je osazen piggy modulem PGPS. Nastavení propojek základní desky je na obrázku 0. > 00 m JP JP JP JP JP0 JP JP8 JP9 Obr. 0: Nastavení propojek základní desky pro opakovač linky RS- SLC-// opakovač slave master slave slave slave Opakovač linky Obr. 9: Opakovač linky RS- > 00 m JP JP JP JP JP0 JP Opakovač linky je nutné použít, je-li vedení sběrnice delší než 00 m nebo je na jeden vysílač (master) připojeno více než přijímačů (situaci znázorňuje obrázek ), popř. je nutno galvanicky oddělit dvě zařízení připojená na linku, z nichž žádné neobsahuje galvanické oddělení. Opakovač linky má základní desku v modifikaci RS- a je osazen piggy modulem P8GPS. Na straně základní desky (strana A) je nutné spojit signály s + RxD a s. Nastavení propojek základní desky je na obrázku. JP8 JP9 Obr. : Nastavení propojek základní desky pro opakovač linky +RxTxD RxTxD &TxD &TxD RxTxD +RxTxD RxTxD +RxTxD RxTxD +RxTxD SLC-// opakovač +RxTxD RxTxD +RxTxD RxTxD +RxTxD RxTxD slave master slave n slave Obr. : Opakovač linky slave slave n SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -7-

18 Dálkový odečet Převodníky SLC-// je možné jednoduše použít pro vytvoření sítě pro dálkový odečet hodnot např. spotřeby tepla, spotřeby vody, apod. Většina těchto měřičů komunikuje pomocí rozhraní. Použitím převodníků / a opakovačů lze poměrně jednoduše vytvořit relativně rozsáhlou síť. Počet měřičů nesmí překročit počet povolených adres, které je možné v měřičích nastavit. Na obrázku je uveden princip takové sítě. Opakovač je použit, je-li vzdálenost mezi dispečinkem a objektem větší než 00 m a je umístěn ve vzdálenosti maximálně 00 m od objektu. Pokud je i tak vzdálenost dispečinku od opakovače větší než 00 m, musí být použit také opakovač. -8- SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení

19 DISPČINK USB RS- SLC- USB kabel RS- kabel DB9F RJ standardní PC M. SLC-x M. M. Pata SLC-x opakovač M. SLC-x M. M. Pata SLC-x opakovač M. SLC-x M. M. Pata BUDOVA M. SLC-x M. M. Pata M. SLC-x M. M. Pata M. SLC-x M. M. Pata M. SLC-x M. M. Pata M. SLC-x M. M. Pata M. SLC-x SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení -9- M. M. Pata BUDOVA BUDOVA Obr. : Princip použití převodníků / master a opakovačů pro dálkový odečet (např. spotřeby tepla, vody, apod.)

20 S PROHLÁŠNÍ O SHODĚ Výrobce prohlašuje, že komunikační převodník SLC- (typ I0.xx), SLC- (typ I0.xx) a SLC- (typ I0.xx) je navržen a vyroben ve shodě s na něj se vztahujícími ustanoveními Nařízení vlády č.8/997 Sb. (elektrická zařízení nízkého napětí), Nařízení vlády č.9/997 Sb. (elektromagnetická kompatibilita) v platném znění a na ně navazujícími harmonizovanými českými technickými normami ČSN N 0, ČSN N 0, ČSN N 000. V Kolíně, dne Vyrábí: LSACO, Jaselská 77, 8000 Kolín, CZ tel , fax elsaco@elsaco.cz, ing. Jindřich Franc SLC- převodník sériových rozhraní v průmyslovém provedení