Подключение внешних устройств
Варианты подключения внешних устройств
Устройства автоматики и другие интеллектуальные устройства, данные с которых необходимо получать можно подключать следующими способами:
- через встроенный порт RS-485, при этом на один и тот же порт можно ставить устройства с разными протоколами. это является отличительным преимуществом WEBHMI. Драйвер порта умеет динамически ("на лету") переконфигурировать приемопередатчик.
- устройства с другими интерфейсами, такими как RS-232,422 или дополнительные сети RS-485 можно подключать через переходники USB в СОМ порт, используя встроенный USB порт.
- устройства с протоколом Modbus/TCP можно подключать через порт Ethernet LAN или WAN.
Конфигурирование данных соединений описано здесь.
Рекомендации по подключению устройств с интерфейсом RS-485
Схема подключения WEBHMI к устройствам с интерфейсом RS-485.
Вероятно (если у Вас уже имеется опыт работы с данным интерфейсом), прочитав фразу RS-485 Вы сразу же решите использовать 2-х проводную схему, подключившись к стандартным выводам А и В, поскольку для передачи сигнала в нем действительно достаточно только 2 провода (этого же мнения придерживается довольно много специалистов). Однако это является общепринятым заблуждением. Стандарт EIA/RS-485 говорит о том, что 3-й провод нужен:
Источниками формирования подобного заблуждения могут быть:
- документация в интернете по теме:
- некоторые устройства автоматизации, имеющие на борту всего две клеммы для подключения RS-485.
- широко распространенные кабели для RS-485, имеющие всего два провода.
- данные руководств производителей микросхем интерфейсов,
- положительный опыт использования 2-х проводной схемы
- и т.д.
В действительности оказывается, что:
- документация неофициальная
- устройство с 2 клеммами предполагает подключение программатора коротким проводом на низкой скорости обмена
- производитель кабеля не напоминает покупателю, что меры по обеспечению "выравнивания" общих точек приемопередатчиков никто не отменял и они прописаны в руководствах по эксплуатации на устройства (использованием отдельного провода или сажая "общие" на "чистую" землю)
- производитель микросхемы для упрощения восприятия совмещает принципиальную и функциональную схемы
- 2-х проводная схема работала на столе, на коротком проводе, на длинном проводе, но была благоприятная электромагнитная обстановка
Таким образом, для надежного соединения необходимо использовать 3-х проводную схему.
Работа трех-проводной схемы приведена на следующем рис.
Здесь Vos - напряжение смещения передатчика (измеряется относительно общего и средней точки делителя напряжения с одинаковыми плечами, подключенного к выходам А,В), Vgpd - напряжение между "общими точками" передатчика и приемника, Vnoise - напряжение электромагнитной "наводки" на линию, Vcm - напряжение помехи "общего вида" прикладываемое к обоим входам приемника, которое складывается в итоге как Vgpd+Vos+Vnoise.
Передатчик модулирует дифференциальное напряжение, формируя сигнал. Приемник должен распознать этот сигнал в условиях сильных помех, и делает это очень эффективно, но в определенных пределах. Величины напряжений для передатчика и приемника ограничены стандартом и составляют от -7 до +12В (+/- 7В относительно сигнала 0..5В). В реальности кроме помех, между общими точками приемника и передатчика может существовать разность потенциалов "земель" Vgpd, которая прикладывается через выходы формирователя ко входам приемника. В случае превышения Vcm указанных выше уровней, связь становится ненадежной либо вообще пропадает.
Наводимую помеху эффективно подавляет экран, заземленный в одной точке. Помеху через разность потенциалов "общих" точек подавляет третий провод, замыкая на себя токи, порождаемые Vgpd, которые в противном случае стали бы входными токами линий А и В приемника.
Что касается 2-х проводной схемы изолированного RS-485, она также является нестабильной по следующей причине. Система может подвергаться наводкам и в этом случае, но токи помехи "общего вида" всегда стремятся вернуться к источнику, независимо от того в каком месте и как цепь захватила помеху, т.е. в том числе и вернуться через изолированный "общий" схемы. Эта точка может стать в свою очередь источником электромагнитных помех, например для другой части электронной схемы (например, через емкостные паразитные связи).
Cтоль большое объяснение роли одного провода приводится только лишь с целью уберечь пользователя от потери драгоценного времени на наладку связи.
Кроме этого, на длинных линиях и при высоких скоростях обмена рекомендуется использование согласованного кабеля (витая пара в экране, волновое сопротивление 120 Ом) и согласующих резисторов на концах сегмента сети.
Диагностика подключения
В первую очередь после подключения устройства и создания соединения можно создать регистр находящийся в заведомо известном состоянии, например бит "всегда включен" и т.п. После создания регистра его значение (Value) будет отображаться с списке регистров:
Перечеркнутое соединение означает, что связи нет. В случае отсутствия связи в первую очередь еще раз стоит проверить кабель и соответствие настроек с обоих сторон.
Помочь разобраться с вопросами связи на встроенном порту RS-485 помогут диагностические светодиоды TX/RX на передней панели - при нормальной работе они должны мигать поочередно. При отсутствии RX - понятно что устройство не отвечает вообще, т.е. возможно неправильно настроен формат или скорость обмена. Если светодиод RX мигает аритмично, как бы "пробиваясь" через равномерное мигание TX скорее всего дело в наличии сильных электромагнитных помех, необходимо выполнить рекомендации под подключению RS-485.
