2.3.2.1. Адаптер интерфейса овен ас 2
Адаптер предназначен для преобразования сигналов приборов в виде «токовой петли» в сигналы интерфейса RS-232 и обратно. Применяется для подключения к последовательному порту компьютера до 8 приборов. Адаптер имеет встроенный источник питания и гальваническую развязку. Технические характеристики приведены в табл. 2.8, схема подключения на рис. 2.21.
Таблица 2.8. Технические характеристики адаптера АС 2
Напряжение питания |
220 В частотой 50 Гц |
Потребляемая мощность |
не более 2 ВА |
Количество подключаемых приборов |
до 8 |
Способ обмена с прибором по двухпроводной линии |
токовая петля |
Длина соединительной линии с прибором |
не более 1000 м |
Интерфейс связи с ЭВМ |
RS-232 |
Длина линии связи с ЭВМ |
не более 10 м |
Габаритные размеры |
150х105х65 мм |
Степень защиты |
IP20 |
Рис. 2.21. Схема подключения адаптера АС 2
Принцип работы адаптера сети состоит в следующем. Управляющая программа компьютера осуществляет выбор одного из восьми каналов, к которым подключены приборы.
Для этого используются две линии последовательного порта – RTS и DTR. Сигналом RTS коммутатор каналов адаптера сети всегда устанавливается на первый канал. Для выбора N-го канала, отличного от первого, по линии DTR необходимо послать N-1 импульс (рис. 2.22). Например, для выбора 5-го канала, после формирования импульса по линии RTS нужно послать 4 импульса по линии DTR. Для надежной коммутации длительность посылаемых импульсов и промежуток между ними должны быть не менее 1 мс.
Рис. 2.22. Пример выбора 5-го канала
После выбора канала, в линии связи «АС2 – прибор» возникает ток, равный примерно 10 мА, что соответствует логической единице. Эквивалентная схема приведена на рис. 2.23.
Рис. 2.23. Функциональная схема канала связи
Далее компьютер посылает прибору код команды, например: установить связь, прочитать измеренное значение, записать новый параметр.
2.4. Сенсорные сети
2.4.1. Сеть modbus
Протокол MODBUS разработан фирмой Modicon (в настоящее время входит в группу Schneider Electric) для сбора данных контроллерами Modicon. Специальный физический интерфейс для него не определен, однако чаще других используется интерфейс RS-485.
Протокол MODBUS работает по принципу Master/Slave или «ведущий-ведомый». Конфигурация на основе этого протокола предполагает наличие одного Master-узла и до 247 Slave-узлов.
Только Master инициирует циклы обмена данными. Существует два типа запросов:
запрос/ответ (адресуется только один из Slave-узлов);
широковещательная передача (Master через выставление адреса 0 обращается ко всем остальным узлам сети одновременно без квитирования).
Протокол MODBUS описывает фиксированный формат команд, последовательность полей в команде, обработку ошибок и исключительных состояний, коды функций. Для кодирования передаваемых данных используются форматы ASCII (American Standard Code for Information Interchange) и RTU (Remote Terminal Unit). Каждый запрос со стороны ведущего узла включает код команды (чтение, запись и т.д.), адрес абонента (адрес 0 используется для широковещательной передачи), размер поля данных, собственно данные или буфер под данные и контрольный CRC-код. Функция обслуживания тайм-аута реализована для фиксирования коллизий при приеме/передаче данных.
Набор команд протокола описывает функции:
чтение/запись битов и битовых последовательностей;
чтение/запись регистров;
функции диагностики;
программные функции;
функции управления списком опроса;
функция сброса.
Протокол MODBUS можно назвать наиболее распространенным в мире. Для работы со своими изделиями его используют десятки фирм. Хотя ограничения этого протокола достаточно очевидны, он привлекает простотой логики и независимостью от типа интерфейса.