3.4.1.1. Автоматический преобразователь интерфейсов usb/rs-485 овен ас4

Устройство предназначено для взаимного преобразования сигналов интерфейсов USB и RS-485. Позволяет подключать к промышленной сети RS-485 персональный компьютер, имеющий USB-порт

Обеспечивает автоматическое определение направления передачи данных, гальваническую изоляцию входов и создание виртуального COM-порта при подключении прибора к ПК, что позволяет без дополнительной адаптации использовать информационные системы (SCADA, конфигураторы), работающие с аппаратным COM-портом. Питание преобразователя осуществляется от шины USB. Схема подключения преобразователя АС4 к сетевым приборам показана на рис. 3.21.

Рис. 3.21. Схема подключения преобразователя АС4

При построении сети с использованием интерфейса связи RS-485 к линии, выполненной витой парой, может быть подключено до 32 приборов, а при использовании усилителя сигнала – до 256 приборов. В качестве усилителя можно использовать повторитель сигналов интерфейса RS-485 АС5.

Преобразователь АС4 имеет встроенные согласующие резисторы сопротивлением 100 и 120 Ом.

Подключение АС4 к ПК производится с помощью стандартного USB-кабеля.

Технические характеристики преобразователя АС4 приведены в табл. 3.7.

Таблица 3.7. Технические характеристики преобразователя АС4

Питание
Постоянное напряжение (на шине USB)	4,75…5,25 В
Потребляемая мощность	не более 0,5 ВА
Допустимое напряжение гальванической изоляции входов	не менее 1500 В
Интерфейс USB
Стандарт интерфейса	USB 2.0
Длина линии связи с внешним устройством	не более 3 м
Скорость обмена данными	до 115200 бит/с
Используемые линии передачи данных	А (D+), В (D–)
Интерфейс RS-485
Стандарт интерфейса	TIA/EIA-485
Длина линии связи с внешним устройством	не более 1200 м
Количество приборов в сети: – без использования усилителя сигнала – с использованием усилителя сигнала	не более 32 не более 256
Используемые линии передачи данных	А (D+), В (D–)

3.4.2. Интерфейс «Токовая петля»

Интерфейс предназначен для передачи информации между устройствами с радиальной последовательной связью (ИРПС) и обеспечивает единые способы обмена информацией для различных устройств.

Подключение устройств осуществляется радиально посредством кабеля. Допускается использование в качестве соединительных линий выделенных пар в многожильных телефонных кабелях.

Интерфейс обеспечивает асинхронную передачу постоянным током (токовая петля) по 4-проводной дуплексной связи. В технически обоснованных случаях допустима и цепь взаимосвязи, указывающая состояние устройств. Взаимосвязью называется соединение для передачи последовательных двоичных сигналов с регулярной скоростью, определяемой стандартом или соглашениями.

Цепи взаимосвязи приведены в табл. 3.8. Сигналы в цепи 1 возникают в источнике и проходят к приемнику.

Таблица 3.8. Цепи интерфейса ИРПС

Номер	Наименование	Обозначение	Направление
1	Передаваемые данные	ПД+/ПД–	От И к П/ от П к И
2	Принимаемые данные	ПрД+/ПрД–	От П к И / от И к П
3	Готовность приемника (необязательная цепь)	ГП+/ГП–	От П к И / от И к П

Знаки «+», «–» указывают направление тока в петле

Цепи 1, 2 и интервале между передаваемыми знаками или словами находятся в состоянии 1. Состояние 1 или 0 должно удерживаться в течение целого интервала сигнала. В случае, если устройство предназначено только для приема, цепь 1 остается разомкнутой. Цепь 3 в состоянии 1/0 указывает готовность/неготовность приемника к приему новой информации.

Формат передаваемой информации (в битах) следующий: старт – 1; передаваемые данные – 5,7 или 8; четность – 1 или отсутствует; стоп – 1,5 или 2. Формат кадра при последовательном асинхронном протоколе связи приведен на рис. 3.22.

Рис. 3.22. Формат кадра

В активном/пассивном режиме цепи взаимосвязи реализованы так, чтобы они питались от передатчика/приемника. Уровни сигналов для двух вариантов ИРПС приведены в таблице 3.9.

Таблица 3.9. Уровни сигналов ИРПС

Тип петли ИРПС	Состояние	Ток, мА
40-миллиамперная токовая петля	лог. 1 / 0	30÷50 / 5÷10
20-миллиамперная токовая петля	лог. 1 / 0	15÷25 / 0÷3

Соединяемые оконечные устройства имеют гальваническое разделение, осуществляемое со стороны цепи взаимосвязи, которая не питается током. Номинальное значение изоляционного напряжения гальванического разделения – 500 В.

Максимальная длительность фронтов сигналов в конце линии, нагруженной на характеристическое сопротивление, не превышает 50 мкс. Цепи взаимосвязи обеспечивают передачу сигналов со скоростью 9600 бит/с на расстояние от 0 до 500 м. При передаче на большие расстояния пропорционально понижается скорость передачи.

Сигналы взаимосвязи должны приближаться к прямоугольной форме. Крутизна фронтов сигналов, измеряемых на выходных зажимах передатчика, нагруженного сопротивлением 100 Ом, не более 1 мкс.

Схема источника сигнального тока выполняется так, чтобы отключение нагрузки и короткое замыкание выходных зажимов или одного из них на землю не приводили к ее повреждению. Любое включение на приемной стороне выполняется так, чтобы при длительной нагрузке максимально допустимым током цепи взаимосвязи оно не приводило к повреждению приемника. Любая схема на приемной стороне рассчитана на исключение повреждения при замыкании проводников в цепи взаимосвязи.

Параметры приемника следующие: падение напряжения, измеряемое на входных зажимах приемника, в состоянии 1 в цепи взаимосвязи – не более 2,5 В; входная емкость – менее 10 нФ; приемник работает независимо от крутизны фронтов в диапазоне 0...50 мкс.

Цепи взаимосвязи выполняются витой парой. Типы применяемого разъема и кабеля не регламентируются, по своим параметрам они должны удовлетворять вышеприведенным требованиям.

Подключение оборудования по интерфейсу «Токовая петля», четырехпроводное включение, полный дуплекс показано на рис. 3.23.

Рис. 3.23. Подключение ИРПС