Проекты и решенияИСО ОрионСистемы охраны и безопасностиКаналы связиОрганизация канала интерфейса RS-485
Интерфейс RS-485 предполагает использование соединения между приборами типа «шина», когда все приборы соединяются по интерфейсу одной парой проводов (линии A и B). Линия связи должна быть согласована с двух концов оконечными резисторами.
Схема подключения приборов к магистральному интерфейсу RS-485
Максимально возможная длина линии RS-485 определяется, в основном, характеристиками кабеля и электромагнитной обстановкой на объекте эксплуатации. При использовании кабеля с диаметром жил 0,5 мм (сечение около 0,2 кв. мм) рекомендуемая длина линии RS-485 - не более 1200 м, при сечении 0,5 кв. мм - не более 3000 м. Использование кабеля с сечением жил менее 0,2 кв. мм нежелательно. Рекомендуется использовать кабель типа «симметричный кабель парной скрутки» для уменьшения восприимчивости линии к электромагнитным помехам, а также уменьшения уровня излучаемых помех. При протяжённости линии RS-485 от 100 м использование симметричного кабеля парной скрутки обязательно.
Для подключения приборов к интерфейсу RS-485 необходимо контакты «А» и «В» приборов подключить соответственно к линиям A и B интерфейса.
Для согласования используются резисторы сопротивлением 620 Ом, которые устанавливаются на первом и последнем приборах в линии. Большинство приборов имеет встроенное согласующее сопротивление, которое может быть включено в линию установкой перемычки («джампера») на плате прибора. Поскольку в состоянии поставки перемычки установлены, их нужно снять на всех приборах, кроме первого и последнего в линии RS-485. В преобразователях-повторителях «С2000-ПИ» согласующее сопротивление для каждого (изолированного и неизолированного) выхода RS-485 включается переключателями. В приборах «С2000-К» и «С2000-КС» встроенное согласующее сопротивление и перемычка для его подключения отсутствуют. Если прибор такого типа является первым или последним в линии RS-485, необходимо установить между клеммами «А» и «В» резистор сопротивлением 620 Ом. Этот резистор входит в комплект поставки прибора. Пульт «С2000М»/«С2000М исп.02» может быть установлен в любом месте линии RS-485. Если он является первым или последним прибором в линии, между клеммами «А» и «В» устанавливается согласующий резистор 620 Ом (входит в комплект поставки).
Для увеличения длины линии связи могут быть использованы повторители-ретрансляторы интерфейса RS-485 с автоматическим переключением направления передачи (см. рис.).
Увеличение длины линии RS-485 с помощью повторителей интерфейса
Например, преобразователь-повторитель интерфейсов с гальванической изоляцией «С2000-ПИ» позволяет увеличить длину линии максимум на 1500 м, обеспечивает гальваническую изоляцию между сегментами линии и автоматически отключает короткозамкнутые сегменты интерфейса RS-485. Каждый изолированный сегмент линии RS-485 должен быть согласован с двух сторон - в начале и конце. Следует обратить внимание на включение согласующих резисторов в каждом сегменте линии RS-485: они должны быть включены переключателями в повторителях «С2000-ПИ», а не перемычками в приборах, поскольку переключатели не только подключают согласующее сопротивление, но также выдают в линию RS-485 напряжение смещения, которое необходимо для правильной работы этих повторителей.
С помощью повторителей «С2000-ПИ» можно делать длинные ответвления от основной магистрали RS-485 для построения топологии «звезда». При этом должен быть согласован и сегмент, от которого делается ответвление, и каждое из ответвлений, как показано на рис. Следует обратить особое внимание, что согласующие резисторы на «С2000-ПИ» должны устанавливаться переключателями.
Ответвления на линии RS-485 нежелательны, так как они увеличивают искажение сигнала в линии, но практически допустимы при небольшой длине ответвлений (не более 50 м). Согласующие резисторы на отдельных ответвлениях не устанавливаются. Ответвления большой длины рекомендуется делать с помощью повторителей «С2000-ПИ», как показано на рис.
Построение сети RS-485 c топологией «звезда» при помощи повторителей
В распределенной системе, в которой подключенные к одной линии RS-485 пульт и приборы питаются от разных источников питания, необходимо объединение цепей «0 В» всех приборов и пульта для выравнивания их потенциалов. Несоблюдение этого требования может привести к неустойчивой связи пульта с приборами. При использовании кабеля с несколькими витыми парами проводов для цепи выравнивания потенциалов можно использовать свободную пару. Допускается использовать для этой цели экран экранированной витой пары при условии, что экран не заземлен. Схема подключения приборов и пульта к линии RS-485.
На объектах с тяжелой электромагнитной обстановкой для линии RS-485 можно использовать кабель «экранированная витая пара». Максимальная дальность связи при использовании экранированного кабеля может быть меньше из-за более высокой емкости такого кабеля. Экран кабеля нужно заземлять только в одной точке (см. рис.).ВНИМАНИЕ! Обычно ток, протекающий по проводу выравнивания потенциалов, очень мал. Но если «0 В» приборов или источников питания будут подключены к различным локальным шинам защитного заземления, то разность потенциалов между цепями «0 В» может достигать нескольких единиц и даже десятков вольт, а протекающий по цепи выравнивания потенциалов ток может быть значительным. Это может быть причиной неустойчивой связи пульта с приборами и даже привести к выходу приборов из строя. Поэтому нужно избегать заземления цепи «0 В» или, в крайнем случае, заземлять эту цепь только в единственной точке. Нужно учитывать возможность связи «0 В» с цепью защитного заземления в оборудовании, используемом в системе ОПС. Так, связь «0 В» пульта с шиной защитного заземления может возникнуть при подключении к пульту принтера или персонального компьютера, цепь «0 В» может быть заземлена в некоторых источниках питания. Причиной протекания паразитных токов может быть замыкание внешних цепей приборов (RS-485, шлейфы сигнализации, цепи подключения считывателей и т.п.) на металлические конструкции здания. С такой проблемой можно столкнуться в больших системах, в которых пульт и приборы расположены в разных зданиях и объединены интерфейсом RS-485. Надежный способ избежать их - развязать сегменты линии RS 485, соединяющие разные здания, с помощью повторителей интерфейса RS-485 с гальванической изоляцией «С2000-ПИ».
Иногда возникает необходимость передачи информационного протокола системы «Орион» по локальной вычислительной сети Ethernet. Одним из решений поставленной задачи является использование преобразователей интерфейса «С2000-Ethernet».
При использовании преобразователя возможны два режима работы:
В случае использования топологии типа «точка-многоточка», к одному «С2000-Ethernet» на стороне опросчика допускается подключать до 8 «С2000-Ethernet» на клиентской стороне
Структурная схема использования «С2000-Ethernet» с «С2000М»
Для подключения удаленных приборов к сетевому контроллеру по волоконно-оптической линии используются два преобразователя «RS-FX-MM» (для многомодовых ВОЛС) или «RS-FX-SM40» (для одномодовых ВОЛС): один – на стороне сетевого контроллера, второй – на стороне удаленных приборов системы «Орион».
Максимальная длина передачи данных для преобразователя «RS-FX-MM» составляет 2 км, для преобразователя «RS-FX-SM40» - 40 км. Схема подключения приборов по интерфейсу RS-485 с использованием преобразователей в ВОЛС приведена на рис.
Структурная схема использования преоразователей RS-FX с АРМ «Орион Про» и «С2000М»/ «С2000М исп.02»
В ряде случаев возникает необходимость передачи информационного протокола системы «Орион» по радиоканалу. Основными достоинствами данной сети являются:
Для решения поставленной задачи можно применить радиоповторители «С2000-РПИ исп.02» (частота 868 МГц) и радиомодемы «Невод-5» (433, 92 МГц).
Радиоповторители «С2000-РПИ исп.02» позволяют передать интерфейс между пультами «С2000М» или «С2000М исп.02» и блоками ИСО «Орион» по радиоканалу в диапазоне частот 866 - 869 МГц.
Предельная дальность действия радиосвязи на открытой местности составляет не менее 1200 м. «С2000-РПИ исп.02» поддерживает режим ретрансляции. Цепь ретрансляции может насчитывать до 8 уровней.
Также один «С2000-РПИ исп.02», находящийся на стороне пульта может получать данные от 32 удаленных «С2000-РПИ исп.02» с подключенными к ним блоками ИСО «Орион».
Для повышения устойчивости радиосвязи в «С2000-РПИ исп.02» реализована функция динамической смены канала. В случае чрезмерного зашумления используемого радиоканала повторители самостоятельно переходят на резервный канал, удалённый от прежнего в радиоэфире. Если в системе используется ретрансляция, и радиоповторитель находится в зоне действия двух и более ретрастляторов, то в случае аварии одного из них, сигналы будут автоматически передаваться по альтернативному маршруту.
Специалистами компании «Болид» были проведены испытания системы «Орион» с применением радиомодемов «Невод-5» производства фирмы «Геолинк Электроникс» (далее «Невод-5»), работающим на частоте 433,92 ± 0,2% МГц.
В случае использования топологии типа «точка-многоточка» количество «Невод-5» на клиентской стороне ограничивается только необходимой скоростью работы системы.
Для охранных систем и систем контроля доступа возможно построение схем без пульта «С2000М»/«С2000М исп.02», при этом «C2000-Ethernet», помимо передачи интерфейса, осуществляют преобразование интерфейса RS-232 в RS-485.
Преобразователи «RS-FX-MM» и «RS-FX-SM40» не могут использоваться в таком режиме.
Типовая схема работы «С2000-Ethernet» по протоколу «Орион»
В системах, где не требуется резервирование линии RS-485 интерфейса (охранная сигнализация, СКУД, диспетчеризация), второй порт RS-485 пульта «С2000М исп.02» (далее - RS-485 (2)) может быть использован для подключения к ПК с установленным АРМ «Орион Про». Принцип работы «С2000М исп.02» по RS-485 (2) полностью повторяет работу «С2000М» по RS-232.
Простейшая схема подключения к ПК приведена на рис.
Преобразователь «С2000-USB» или «USB-RS485» в данном случае обеспечивают гальваническую развязку пульта и ПК.
Как и в случае с «С2000М», к компьютеру с АРМ «Орион Про» может потребоваться подключить несколько пультов. Это возможно следующими способами:
Первый способ обеспечивает максимальную производительность за счёт параллельной работы АРМ с пультами, подключенными к разным портам. Он рекомендуется в системах с большой интенсивностью событий и команд (например, СКУД).
При подключении нескольких пультов к одному порту АРМ опрашивает их попеременно, что снижает производительность, но позволяет использовать одну общую линию связи. Логически к одному порту можно подключить до 127 пультов, различающихся адресами. Физически к одной линии RS-485 (2) можно подключить не более двух «С2000М исп.02». Для подключения к одному порту большего количества пультов их нужно подключать через преобразователи-повторители «С2000-ПИ», обеспечивающие гальваническую развязку пультов друг от друга, необходимую, если пульты территориально распределены по объекту, и особенно если располагаются в разных зданиях. Схема подключения нескольких пультов «С2000М исп.02» к персональному компьютеру приведена на рисунке.
Аналогично варианту с «С2000М» в случае с «С2000М исп.02» можно воспользоваться преобразователями интерфейсов «С2000-Ethernet» для подключения к ПК, как в локальных сетях так и через VPN-туннели.
Ещё одним вариантом подключения пульта «С2000М исп.02» к компьютеру с АРМ является использование волоконно-оптической линии связи и преобразователей «RS-FX-MM» (для многомодовых ВОЛС), «RS-FX-SM40» (для одномодовых ВОЛС).
Максимальная длина передачи данных для преобразователя «RS-FX-MM» составляет 2 км, для преобразователя «RS-FX-SM40» - 40 км.
В изолированном интерфейсе RS-485 «С2000-ПИ» (колодка XT2) реализован функционал блока защиты линий (БЗЛ), предназначенный для защиты цепей интерфейса RS-485 от высокочастотных и импульсных помех, наведённых перенапряжений, разрядов молний. Поэтому его можно использовать при прокладке кабеля RS-485 между двумя объектами воздушным способом. Схема подключения при использовании встроенного БЗЛ приведена на рисунке
Схема подключения приборов с защитой интерфейса RS-485 от перенапряжений
