We are from czech republic YORIX s.r.o. img
DHTML Menu / JavaScript Menu - Created Using NavStudio (OpenCube Inc.)
img

OPGF

Rychlý opakovač RS485 s galvanicky oddělenými obvody

Technické údaje Použití Popis funkce
Provedení Doporučené zapojení Nastavení parametrů


Technické údaje:

přenosové rychlosti: 9600,14400,19200,28800,38400,57600,76800) mini DIP switch
zpoždění přenosu:  1 Bd
vstupní odpor:  15kW
výstupní odpor : 200W (pouze při přenosu dat, jinak 3.stav)
přepínání směru toku dat:  automatické, odvozené od start bitu
přepěťová ochrana: bleskojistka 20kA/20A, následná měkká ochrana s transilem
napájecí napětí: 24...35V= nebo 20...24V~ při poklesu napětí pod 22V= přestávají fungovat optrony
galvanické oddělení 1,5kV AC (obě signální strany mezi sebou i proti napájení)
rozměry:rozměrový náčrtek

Použití

Pro sběrnice RS485 s přenosovými rychlostmi do 76.8 kBd a vysokými nároky na rychlost odezvy.
Stejně jako ostatní opakovače fy Yorix i tento opakovač přenáší data po baudech (nečeká na celý bajt), dosahuje tak velmi nízkého zpoždění přenosu dat a je tak velmi přátelský i vůči "netrpělivým protokolům".

Omezení počtu použitých opakovačů

Míra trpělivosti protokolu je také jediným faktorem omezujícím počet těchto opakovačů řazených za sebou. Na C-Busu Honeywell, který patří právě mezi ty méně trpělivé protokoly, byla úspěšně odzkoušena kaskáda 26 opakovačů OPG485. (opakovač OPGF je obdobou opakovače OPG485, určenou pro vyšší přenosové rychlosti).

Proč použít opakovač:

  • Ke galvanickému oddělení kontroleru od sběrnice RS485
  • K rozdělení příliš dlouhé sběrnice na segmenty přijatelné délky (1.2km / 9600 Bd, s vyšší přenosovou rychlostí se délka segmentu přímo úměrně zkracuje )
  • náhrada OY485 K rozbití hvězdicové topologie - jednotlivé kabely sběrnice nemají být spojeny v uzlu (impedanční nepřizpůsobení, kumulace odražených vln) opakovač vřazený mezi uzel a paprsek jej impedančně zcela oddělí.
Dva opakovače OPGF jako rozbočovač
Zapojení dvou opakovačů k rozbočení signálu
Na jedné straně (tedy v uzlu) lze paralelně spojit i 10 opakovačů.

Popis funkce

  • V klidovém stavu jsou obě strany opakovače přepnuty do režimu čtení.
  • V okamžiku příchodu dat z některé strany přepne opakovač protilehlou stranu na zápis a data odesílá. Každý baud vzorkuje v jeho předpokládaném středu (odvozeno od sestupné hrany start bitu), zjištěnou logickou úroveň okamžitě odesílá na výstupní straně s ostrými hranami a definovanou šířkou pulsu.
  • Po ukončení přenosu přechází opakovač opět do režimu monitorování obou stran sběrnice RS485.

Bezpodmínečně nutné je správně nastavit vlastnosti přenášených dat - přenosovou rychlost a celkový počet bitů v jednom přenášeném bajtu - viz. nastavení parametrů komunikace

Výstupní napětí v klidovém stavu

Svorka A má v klidu proti svorce B kladné napětí velikosti přibližně 0.5V. Ke stanovení polarity svorek na druhém konci kabelu toto napětí postačuje.
Menší klidové předpětí navíc méně ovlivňuje přenos dat na větší vzdálenosti a ve svém důsledku vede k mírnému zvýšení dosahu komunikace.


Provedení

foto

Vnější provedení

Opakovač je vestavěn do skříňky Modulbox 4M ( rozměry viz. rozměrový náčrtek). Napájecí napětí a vysílané signály do obou směrů jsou indikovány diodami LED.

Všechny přívodní vodiče se připojují do šroubových svorek.

Na štítku přístroje je vyobrazen popis svorek včetně tabulky nastavení přenosové rychlosti a počtu přenášených bitů.

Vnitřní provedení

Galvanické oddělení

blok.schema Přístroj obsahuje 3 navzájem galvanicky oddělené obvody:
  1. Obvod napájení 24V-svorky 1,2 - obsahuje můstkový usměrňovač s vyhlazovacím filtrem a následný pulsní měnič 70 kHz s feritovým toroidním transformátorem - toto provedení umožňuje napájet přístroj zdrojem téměř libovolného napěťového průběhu s efektivní hodnotou okolo 24V.
    Galvanické oddělení napájecích obvodů od ostatních okruhů opakovače umožňuje připojit opakovač ke stejnému transformátoru, jako přístroj, který je s opakovačem propojen datovým okruhem bez obav ze vzniku nežádoucích smyček.
    Všechna 3 vinutí feritového transformátoru jsou zkoušena mezi sebou přiloženým napětím 3.75kV, 50Hz po dobu 1 minuty.

  2. Obvod pravé sběrnice RS485 - svorky 6,7 (8) svorkovnice. Tento okruh obsahuje všechny řídící obvody (mikroprocesor atd.)
    - Svorka 8 není v normálním stavu galvanicky spojena s žádnou jinou (mezi svorkou 7 a 8 je pouze bleskojistka; pro U < 150V je bleskojistka izolantem)

  3. Obvod levé sběrnice RS485 - svorky 3,4 (5) svorkovnice. Tento okruh obsahuje minimum součástek, měl by být proto přednostně připojen k drsnější straně sběrnice. (mezi svorkou 4 a 5 je opět pouze bleskojistka)

Obvody 2 a 3 jsou galvanicky odděleny prostřednictvím optronů s elektrickou pevností 2.5kV AC.

Nejmenší povrchová vzdálenost vodivých ploch na plošném spoji mezi galv. odd. obvody je 2mm , za sucha vyhoví zkoušce přiloženým napětím 2 kV 50Hz.

Přepěťová ochrana

přepěťovka

Zapojení je na obr.vedle; První díl dvojité bleskojistky je zapojen přímo mezi svorky A a B. Druhý díl bleskojistky je zapojen mezi jednu datovou svorku a další, zcela samostatnou svorku, která je určena pro připojení na uzemnění nebo PE svorku silového rozvodu. V normálním stavu se neprojeví (R>50Mohm), při výskytu přepětí proti zemi omezí jeho velikost a tím také napěťovou zátěž obvodů v místě jejich galvanického oddělení.
Svorka PE - (ochrana obvodů galv. odd.)
Vzhledem k tomu, že rázová vlna od přímého či nepřímého účinku blesku nemá zpravidla výraznou velikost mezi svorkami A,B navzájem, ale právě proti zemi, je připojení této svorky velmi důležité, zejména na té straně opakovače, která je pripojena k dlouhému kabelu. Teprve pak může bleskojistka svést nežádoucí náboj do země a omezit tak přepětí na takovou úroveň, které již neohrozí galv.oddělovací obvody a opakovač se tím stává velmi účinnou bariérou proti dalšímu šíření rázové vlny komunikační sítí.

Elektronika vlastního opakovače je pak ještě chráněna měkkou ochranou sestávající z rezistorů R1,R2 zapojených v obou větvích sběrnice a obousměrného transilu 5.8V (VZ1).


Doporučené zapojení

A.) OPGF jako přepěťová ochrana kontroleru

doporučené zapojení

Účel - minimalizace škody při úderu blesku.

K levému rozhraní RS485 připojit kabel od vzdálených stanic. Toto rozhraní obsahuje minimum součástek, extrémní přepětí zde proto napáchá méně škod.

K pravému rozhraní RS485 připojit kontroler - protože toto rozhraní RS485 je galvanicky spojeno s většinou elektroniky opakovače, je vhodné připojit je k té straně sběrnice RS485, která bude méně vystavena atmosférickým vlivům. Míra ohrožení zevnitř rozvaděče je evidentně podstatně nižší, než zvenčí.

Obě uzemňovací svorky na OPGF pospojit s kostrou rozvaděče!
Bez tohoto pospojení nemůžou správně fungovat interní svodiče přepětí! Rázová vlna by mohla překonat izolační bariéru optronů a proniknout i do kontroleru.

Napájení může být jak střídavé, tak stejnosměrné. (viz. vnitřní provedení)


B.) OPGF jako opakovač mezi dvěma kabelovými segmenty

V tomto případě nelze zvolit méně ohroženou stranu, obě rozhraní RS485 jsou rovnocenné. I zde je přizemnění zemnících svorek opakovače žádoucí, slouží jak ochraně vlastního opakovače, tak zamezení šíření rázové vlny sítí RS485.

Stanovení polarity u vodičů kabelu vzdálené stanice

K určení, který vodič je který, stačí DC voltmetr; A je vždy kladný vůči B. Velikost napětí závisí na typu přístroje na druhém konci kabelu, u OPGF se pohybuje od 0,5 do 1V, u karet Honeywell bývá téměř 5V.

Nastavení parametrů komunikace

se provádí nastavením mini DIP spínačů umístěných pod dolním krytem svorkovnice skříňky Modulbox.
Všechny možnosti nastavení spínačů jsou vyobrazeny na štítku přístroje. štítek přístroje

DIP spínače umožňují nastavit:

  1. počet bitů na bajt (druhý minispínač zleva)
    bits/byte - osm nebo devět datových bitů na bajt (v podstatě tedy přenos osmibitového slova s paritním bitem, nebo bez něho; typ parity se nerozlišuje).
    Výraz "+2" má pouze připomenout, že každý bajt povinně obnáší také startbit a stopbit.
  2. přenosovou rychlost (ostatní tři minispínače)

Počet stopbitů se nenastavuje.

Pozn:
Firmware opakovače provádí pouze kontrolu počtu baudů mezi startbitem a prvním stopbitem, nezajímá se o stav datových bitů ani parity, ani o počet stopbitů.
Správné nastavení přenosové rychlosti a počtu bitů na bajt je proto nutnou, ale i postačující podmínkou pro fungování přístroje.

Pro C-bus Honeywell (kontrolery EXCEL řady 5000) je potřeba nastavit celkový počet baudů na 9+2 (8*data +parita, start,stop) a přenosovou rychlost shodně s rychlostí nastavenou v kontroleru.


umístění mini DIP spínačů
umístění spínačů

Přístup k mini DIP spínačům

Kryt svorkovnice lze lehce sejmout, vloží-li se šroubovák do štěrbiny mezi tento kryt a skříňku a mírně zapáčí; viz.animace vpravo:
(váš web prohlížeč musí mít povoleno přehrávat animace, jinak vidíte pouze první snímek)

Typické závady

osazovací předpis

Velké atmosférické přepětí může někdy překonat bariéru přepěťové ochrany a způsobit zničení jednoho z integrovaných obvodů SN75176 (budič sběrnice RS485; na obr. zeleně).
Oba integrované obvody SN75176 jsou proto umístěny v precizní patici.



© Yorix s.r.o. Ing.Richard Trochta
   Datum založení domény yorix.cz: 1998/05
   Poslední aktualizace: 02.06.2010
Valid HTML 4.01 Transitional