Курсовий проект - Системи автоматичного керування енергооб'єктами - файл n1.docx

Курсовий проект - Системи автоматичного керування енергооб'єктами
Скачать все файлы (217.3 kb.)

Доступные файлы (6):
n1.docx160kb.06.03.2012 10:25скачать
n2.docx15kb.06.03.2012 10:03скачать
n3.docx19kb.06.03.2012 07:42скачать
n4.docx14kb.03.03.2012 09:16скачать
n5.docx16kb.03.03.2012 13:22скачать
n6.docx15kb.03.03.2012 13:58скачать

n1.docx

  1   2
3. Опис елементів схеми

3.1. Інтерфейс RS-232C
Інтерфейс RS-232C призначений для підключення до комп'ютера стандартних зовнішніх пристроїв (принтера, сканера, модему, миші та ін), а також для зв'язку комп'ютерів між собою. Дані в RS-232C передаються в послідовному коді побайтно. Кожен байт відокремлюється стартовим і степовим бітами. Дані можуть передаватися як в одну, так і в іншу сторону (дуплексний режим). Комп'ютер має 25-контактний (DB25P) або 9-контактний (DB9P) роз'єм для підключення RS-232C. Призначення контактів роз'єму наведено в таблиці. Найбільш часто використовуються три-або чотирипровідний зв'язок (для двонапрвленої передачі). Схема з'єднання для чьотирьох лінії зв'язку показана на рисунку 1.

Для двопровідної лінії зв'язку у разі лише передачі з комп'ютера на зовнішній пристрій використовуються сигнали SG і TxD. Всі 10 сигналів інтерфейсу задіюються тільки при з'єднанні комп'ютера з модемом. Формат даних, що передаються показаний на рисунку 2. Власне дані (5, 6, 7 або 8 біт) супроводжуються стартовим бітом, бітом парності і одним або двома степових бітами. Отримавши стартовий біт, приймач вибирає з лінії біти даних через визначені інтервали часу. Дуже важливо, щоб тактові частоти приймача і передавача були однаковими, допустима розбіжність - не більше 10%). Швидкість передачі по RS-232C може вибиратися з ряду: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 біт / с.
http://www.gaw.ru/im/interface/int_1.gif

Рис.1 Схема 4-провідної лінії звязку для RS-232C

Всі сигнали RS-232C передаються спеціально обраними рівнями, що забезпечують високу завадостійкість зв'язку (рис.3). Відзначимо, що дані передаються в інверсному коді (логічній одиниці відповідає низький рівень, логічному нулю - високий рівень).

http://www.gaw.ru/im/interface/int_2.gif

Рис.2 Формат даних RS-232C

http://www.gaw.ru/im/interface/int_3.gif

Рис.3 Рівні сигналів RS-232C на передавальному і приймаючому кінцях лінії зв’язку


Характеристики інтерфейсу RS-232C.

Стандарт

EIA RS-232-C, CCITT V.24

Швидкість передачі

115 Кбит/с (максимум)

Відстань передачі

15 м (максимум)

Характер сигнала

несиметричний по напрузі

Кількість драйверів

1

Кількість приймачів

1

Схема з’єднання

повний дуплекс, від точки до точки

Порядок обміну по інтерфейсу RS-232C

Найменування

Напрямок

Опис

Контакт
(25-контактний роз’єм)

Контакт
(9-контактний роз’єм)

DCD

IN

Carrie Detect (Визначення несучої)

8

1

RXD

IN

Receive Data (Прийняті дані)

3

2

TXD

OUT

Transmit Data (Передані дані)

2

3

DTR

OUT

Data Terminal Ready (Готовність терміналу)

20

4

GND

-

System Ground (Корпус системи)

7

5

DSR

IN

Data Set Ready (Готовність даних)

6

6

RTS

OUT

Request to Send (Запит на відправку)

4

7

CTS

IN

Clear to Send (Готовність прийому)

5

8

RI

IN

Ring Indicator (Індикатор)

22

9

3.2. Інтерфейс послідовної передачі даних. Стандарт ЕІА RS-485. Характеристика АDМ485АR.

В описі стандарту RS-485 використовуються наступні терміни:

Лінія зв'язку - фізичне середовище призначене для передачі інформації між одиницями обладнання, приймаючого участь в інформаційному обміні, включаючи дані, сигнали управління та синхронізації.

Канал передачі даних - сукупність фізичного середовища і технічних засобів, включаючи апаратуру перетворення сигналів, введених в процес передачі інформації між пристроями системи зв'язку.

Формувач (Driver):

а) електронне коло або контакт реле (джерело) на передаючій стороні лінії зв'язку, за допомогою яких відбувається передача двійкових цифрових сигналів в кінцеве навантаження по з'єднувальному кабелю;

б) передатчик двійкових цифрових сигналів.

Кінцеве навантаження (Terminator):

а) електронне коло (споживач) на прийомній стороні кола обміну, за допомогою якого відбувається прийом двійкових цифрових сигналів від формувача по з'єднувальному кабелю;

б) приймач двійкових цифрових сигналів.

Інтерфейс RS-485 забезпечує обмін даними між декількома пристроями по одній двох провідній лінії зв'язку в напівдуплексному режимі.

RS-485 забезпечує передачу даних із швидкістю 10 Мбіт/с. Максимальна дальність залежить від швидкості передачі: при швидкості 10 Мбіт/с максимальна довжина лінії - 120 м, при швидкості 100 Мбїт/с - 1200 м.

Кількість пристроїв, підключених до однієї лінії інтерфейсу, залежить від типу застосованих в пристрої прийомопередавачів. Один передатчик розрахований на управління 32 стандартними приймачами. Випускаються приймачі з вхідним опором 1/2, 1/4, 1/8 від стандартного. При використанні таких приймачів загальна кількість пристроїв може бути збільшена відповідно: 64, 128,256.

Інтерфейс RS-485 застосовує балансну (диференціальну) схему передачі сигналу. Це означає, що рівні напруги на сигнальних колах А і В міняються в протифазі, як показано на приведеному нижче рис.3.9.






Рис.4 - Рівні напруги на сигнальних колах А і В
Передатчик повинен забезпечувати рівень сигналу 1,5 В при максимальному навантажені (32 стандартних входи і 2 термінальних резистори) і не більше 6 В при холостому ході. Рівні напруг вимірюють диференціально, один сигнальний провід відносно іншого.

При проектуванні системи на базі технічних засобів, які відповідають стандарту RS-485, необхідно враховувати такі фактори: кількість передатчиків та приймачів, швидкість передачі даних, спосіб об'єднання технічних засобів і максимальна протяжність лінії зв'язку.

Основна конфігурація системи

Як правило, система містить декілька приймачів, декілька формувачів і узгоджувальних резисторів. Кожний формувач повинен забезпечувати роботу на 32 одиниці навантаження, попри узгоджувальні резистори, кожне з яких представляється сукупністю приймача і формувача, що перебуває в пасивному стані.
Узгоджувальні резистори повинні підключатися до лінії зв'язку в двох найбільш віддалених один від одного місцях підключення одиниць навантаження. Опір кожного узгоджувального резистора повинен співпадати з хвильовим опором застосованого кабелю (від 100 до 120 Ом).

Формувачі та приймачі, задовольняючі вимоги стандарту EAI RS-485, зберігають працездатність при дії на них синфазної напруги в діапазоні від -7 до +7 В. Синфазна напруга визначається сукупністю нескомпенсованих різниць потенціалів землі приймачів та формувачів, максимальним значенням напруги завад, виміряної між землею приймача та жилами кабелю, з'єднаними з землею на передаючій стороні лінії зв'язку, а також максимальним значенням напруги зміщення виходів формувача (UOS)- Якщо значення різниці потенціалів між землями виходить за межі допустимого діапазону, то при реалізації мережі на основі інтерфейсу RS-485 необхідно застосовувати прийомо-передатчики з гальванічною ізоляцією.

Розробник системи на базі даних приймачів та формувачів повинен враховувати можливість виникнення ситуації, коли всі формувачі опиняться в переведеному в пасивний стані. В цьому випадку жоден приймач не буде розпізнавати стійкий логічний стан. Якщо переводу всіх формувачів в пасивний стан передував сеанс інформаційного обміну, то логічний стан на виході всіх приймачів буде відповідати останньому прийнятому біту інформації. Для виключення вказаної проблеми розробником повинні бути прийняті спеціальні міри. Загалом, прийомо-передатчики багатьох виробників обладнані колами зміщення виходу формувача. При цьому після переведення всіх формувачів, які входять до складу мережі, в пасивний стан в лінії зв'язку буде підтримуватися рівень, що відповідає стану ОFF (виключений). Для зниження споживання струму, протікаючого по колах зміщення і узгоджувального резистора, послідовно з узгоджувальним резистором може бути включений конденсатор ємністю 0,1 мкФ.


Характеристика АDМ485АR,

Основні параметри інтерфейсних мікросхем:




Рисунок 5. Загальний вигляд мікросхеми ADM485AR

Основні параметри ADM485AR

Швидкість, МБіт

5

Інтерфейс

RS-485

Пристроїв на шині

32

VCC, В

від 4,75 до 5,25

ICC, мА

2,2

Ta, єС

від -40 до 85

Корпус

SO-8



Відмінні особливості:



3.3. Конвертор USB 232/485
Даний конвертер призначений для підключення пристроїв з інтерфейсами або RS-485 до персонального комп'ютера. Основні характеристики:

1) Гальванічна розв'язка до 1000В. Підключення різних приладів і пристроїв безпосередньо до комп'ютера може значно погіршити їх характеристики через імпульсні перешкоди створюваних блоком живлення комп'ютера, так і навпаки виконавчий пристрій, підключений до комп'ютера, може створювати перешкоди для роботи комп'ютера. У більшості випадків гальванічна розв'язка вирішує дану проблему.

2) Підключення та живлення по USB. Підключення до USB вирішує відразу два питання. Перший, на багатьох комп'ютерах, переважно ноутбуках, відсутній або вже зайнятий COM-порт, а от з USB-портами таких проблем немає, тим більше що їх кількість можна легко збільшити. Друге питання це блок живлення, при живленні від USB-порту ніяких додаткових джерел живлення не потрібно. Що дуже може бути актуально при роботі з ноутбуком поза досяжності мережі 220 вольт.

3) Віртуальний COM-порт. Після підключення конвертера і установки драйверів в системі з'являється ще один COM-порт. Він називається віртуальним тому що, з ним не можна працювати безпосередньо через регістри, як це люблять робити програми написані під DOS. Сучасні програми, що працюють під Windows, звертаються до портів за допомогою драйверів. І в цьому сенсі даний порт повноцінний пристрій. Тобто програма, працюючи під управлінням Windows не зможе відрізнити віртуальний COM-порт від реального і буде нормально відправляти і приймати дані.

4) Автоматичне визначення швидкості. Після включення і запуску конвертер передає дані з тією ж швидкістю, з якою вони надходять від комп'ютера. Таким чином, ніяких попередніх налаштувань по швидкості не потрібно.

5) Автоматичне визначення напрямку передачі. Конвертор в напівдуплексному режимі самостійно визначає напрямок передачі. У вихідному стані він чекає дані і з каналу зв'язку і з комп'ютера. У разі одночасної передачі перевагою володіє комп'ютер. Перехід зі стану передачі в стан прийому на будь-якій швидкості не більше 1 мікросекунди після передачі останнього стоп-біта в пакеті даних. Наявність в програмі керування напрямком передачі по RTS ігнорується і на роботу конвертера не впливає.

6) Перемикачі режиму. Конвертор дозволяє легко налаштувати режими роботи з допомогою чотирьох перемикачів. Перемикачі 1 і 2 служать для перемикання між інтерфейсами RS-422 (обидва в положенні OFF) і RS-485 (обидва в положенні ON). Перемикач 3 служить для перемикання між режимами FULL DUPLEX (Одночасна передача і прийом, положення OFF) і HALF DUPLEX (Напівдуплексний режим, положення ON).

7) Контрольний канал. У ряді випадків, наприклад, при діагностиці несправностей або при розгортанні системи, корисно знати, що ж відбувається в каналі передачі. Контрольний канал можна підключити до COM-порту комп'ютера і за допомогою будь-якої термінальної програми проконтролювати протокол обміну. RS-485.


При підключенні пристроїв по інтерфейсу RS-485 необхідно враховувати наступне:

1) Усі пристрої повинні бути підключені лінійної конфігурації. Тобто дроти повинні йти від одного пристрою до іншого по черзі, конфігурації у вигляді зірки або різного роду дерев не прийнятні.

2) Для коректної роботи інтерфейсу необхідно встановити два термінальних резистора по 120 Ом на обох кінцях лінії. Це дуже важливо для довгих ліній

3) При підключенні великої кількості пристроїв (більше 30), слід розташовувати їх на приблизно рівній відстані один від одного. Так само не слід забувати про те, що максимальна довжина лінії 1200 метрів.

4) Початково інтерфейс був розрахований на 32 пристрої. Але виробники мікросхем, в даний час, зменшили навантажувальну величину мікросхеми інтерфейсу у вісім разів і завдяки цьому кількість пристроїв стало 256. З огляду на це, якщо ви підключаєте пристрій, для якого не вказана навантажувальна величина, то слід його вважати повним, тобто еквівалентним 8 пристроїв.

Характеристики USB - RS485

Швидкість обміну по інтерфейсу RS232

300 … 115200 бод

Напруга живлення від порта USB

5 ± 5% В

Споживаний струм не більше

100 мА

Споживаний струм в режимі Suspend

210 мкА

Габаритні розміри

91 х 57 х 21 мм

Допустима напруга гальванічної ізоляції входів

1 кВ

Максимальна кількість пристроїв в мережі RS485 при включеному погодженні

32

Максимальна довжина лінії зв’язку інтерфейса RS485

1200 м

  1   2
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации