ДПЛС предполагает использование соединения между адресными устройствами (АУ) и контроллером С2000-КДЛ типа «шина» (см. рис. ниже), когда все АУ соединяются одной парой проводов («ДПЛС+» и «ДПЛС-»). Согласующие резисторы не требуются.
Соединение адресных устройств в ДПЛС типа «шина»
В ДПЛС допускается подключать до 127 адресных устройств с типовым суммарным током потребления 64 мА (максимальный суммарный ток потребления не более 100 мА). Для примера, максимальный ток потребления радиорасширителя адресного С2000Р-АРР32 равен 22,5 мА. Следовательно, в граничные 100 мА максимального суммарного токопотребления укладывается 4 радиорасширителя С2000Р-АРР32. Количество приборов С2000Р-АРР32 в шлейфе ДПЛС может и превысить 4 штуки, но при этом пятый и т. д. прибор должен быть запитан от дополнительных источников питания РИП-12 или РИП-24.
При расчёте длины ДПЛС, для обеспечения устойчивой работоспособности АУ, необходимо учитывать следующее:
Для примера, ток потребления 64 регистраторов С2000-АСР2 равен 64 мА, для простоты представим, что все регистраторы установлены в конце линии (граничное условие). Падение напряжения в 2В будет создаваться при сопротивлении ДПЛС равном примерно 31 Ом. Для сечения 0,75 кв. мм, при вышеизложенных условиях, длина ДПЛС составит ≈ 600 м, а для сечения 0,9 кв. мм ≈ 700 м. Реально на объектах нагрузка имеет распределённый характер и падение напряжения 2В возникнет при больших расстояниях, но при этом сопротивление линии до удалённого АУ не должно превышать 200 Ом.
Топология построения ДПЛС возможна в виде «кольца», «дерева» или комбинации «кольцо-дерево». Преимуществом кольцевой топологии является возможность сохранения обмена данными при обрыве ДПЛС по двум образовавшимся участкам цепи. Топология построения «дерево» позволяет делать ответвления ДПЛС и экономить на кабеле. При этом организация ответвлений осуществляется с помощью блока разветлительно-изолирующего БРИЗ. В дополнение к основной своей функции – организации корректно работающего ответвления, БРИЗ изолирует линию в случае короткого замыкания в ней. В линию можно включать до 40 изоляторов короткого замыкания БРИЗ без дополнительных расчётов. БРИЗ устанавливается в разрыв линии и не занимает адреса. Наиболее эффективным построением ДПЛС представляется организация комбинированной схемы «кольцо-дерево».
Схема подключения адресных устройств в ДПЛС с топологией построения «кольцо-дерево».
В качестве двухпроводной линии связи желательно использовать витую пару проводов.
При подсчёте длины ДПЛС для подтверждения правильности выбранного сечения кабеля и оптимизации затрат можно воспользоваться следующей методикой: ДПЛС разбивается на участки, например, от контроллера до АУ1, от АУ1 до АУ2 и так далее вплоть до АУn (n – количество подключённых АУ). Для каждого участка подсчитываются значения сопротивлений R1…Rn. Считается падение напряжения U1 на первом участке с сопротивлением R1 с учётом суммарного токопотребления всех подключенных после этого участка – от АУ1 до АУn. Далее считается падение напряжения U2 на втором участке с сопротивлением R2 с учётом суммарного токопотребления всех подключённых после этого участка – от АУ2 до АУn. Расчёт падения напряжения на участках цепи проводится до последнего АУn. В итоге необходимо просуммировать полученные значения напряжений U1…Un, сопротивлений R1…Rn и электрической ёмкости проводов – полученные значения не должны превысить указанные в таблице ниже.
В данной таблице представлены максимальные значения длин ДПЛС при различных параметрах жил кабеля и используемой суммарной нагрузке. Таблица позволяет без дополнительных расчётов использовать кабели с представленными параметрами жил при указанных значениях токопотребления адресных устройств при произвольном распределении АУ по ДПЛС.
Максимальные значения длин ДПЛС, км:
| Параметры жил кабеля - сечение, мм2 / диаметр, мм | Общее (суммарное) токопотребление АУ, мА | |||
| 16 | 32 | 48 | 64 | |
| 0,2 (0,5) | 0,65 | 0,33 | 0,22 | 0,16 |
| 0,5 (0,8) | 1,625 /td> | 0,82 | 0,55 | 0,4 |
| 0,75 (1) | 1,43* | 1,23 | 0,82 | 0,61 |
| 1 (1,1) | 1,33* | 1,33* | 1,11 | 0,83 |
| 1,5 (1,4) | 1,25* | 1,25* | 1,25* | 1,24 |
| 2,5 (1,8) | 1,18* | 1,18* | 1,18* | 1,18* |
Для удобства проектирования на форуме размещена «Программа расчёта ДПЛС», которая позволяет подобрать оптимальный кабель для разработанной топологии ДПЛС или проверить правильность выбора кабеля.
Интерфейс RS-485 предполагает использование соединения между приборами типа «шина», когда все приборы соединяются по интерфейсу одной парой проводов (линии A и B) без ответвлений. Линия связи должна быть согласована с двух концов оконечными резисторами (см. рис.).
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 «витая пара» для уменьшения восприимчивости линии к электромагнитным помехам, а также уменьшения уровня излучаемых помех. При протяжённости линии RS-485 от 100 м использование витой пары обязательно.
Для согласования используются резисторы сопротивлением 620 Ом при скоростях в 9600 бит/сек и менее и 120 Ом при более высоких скоростях обмена. Согласующие резисторы устанавливаются на первом и последнем приборах в линии. Большинство приборов среднего уровня системы "Ресурс" производства компании «Болид» имеет встроенные согласующие сопротивления, которые могут быть включены в линию установкой перемычек на плате прибора. Поскольку в состоянии поставки перемычки установлены, их нужно снять на всех приборах, кроме первого и последнего в линии RS-485.
Питание интерфейса RS-485 различных приборов учета может разниться от +5в до +24в. Точные параметры напряжения питания и токопотребления интерфейса RS-485 указываются в технической документации на приборы. Источник питания может быть, как встроенным, так и внешним. Встроенный источник питания интерфейса RS-485 характерен для электросчетчиков, а внешний – для индивидуальных счетчиков тепла.
ВАЖНО! Если прибор среднего уровня системы (С2000-Ethernet, М3000-УСПД) и интерфейс RS-485 приборов учета питаются от разных источников питания, необходимо объединение цепей «0В» всех приборов для выравнивания их потенциалов в каждой из линий RS-485. Несоблюдение этого требования может привести к неустойчивой связи С2000-Ethernet, М3000-УСПД с приборами.
Для увеличения длины линии связи могут быть использованы повторители-ретрансляторы интерфейса RS-485 С2000-ПИ (см. рис.).
Преобразователь-повторитель интерфейсов с гальванической изоляцией С2000-ПИ позволяет увеличить длину каждой линии максимум на 1500 м и обеспечивает гальваническую изоляцию между сегментами линии. Каждый изолированный сегмент линии RS-485 должен быть согласован с двух сторон, в начале и в конце. Цепи «0В» изолированных сегментов линии между собой не объединяются. Более того, нельзя питать изолированные приборы от общего источника питания во избежание гальванической связи через общие цепи питания.
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.
