Интерфейс RS-485 предполагает использование соединения между приборами типа «шина», когда все приборы и шкафы пожарной автоматики, Шкафы управления пожарными насосами и шкафы управления пожарной задвижкой. 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 «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 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.
ВНИМАНИЕ! Цепи «0 В» 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.
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.
Конфигурация типа «звезда»
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».
Конфигурация с использованием локальной вычислительной сети Ethernet
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:
· Прозрачный режим. Осуществляет передачу данных из интерфейса RS-232 или RS-485 в Ethernet и обратно. Предназначен для использования как в составе системы «Орион» (протокол «Орион» и «Орион Про»), так и в составе других систем;
· Режим с сохранением событий. Обеспечивает увеличение скорости обмена между устройствами системы «Орион» и уменьшение объема информации, передаваемой по локальной сети. Режим используется только в системе с протоколом обмена «Орион».
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»
Конфигурация с использованием беспроводных каналов связи
В ряде случаев возникает необходимость передачи информационного протокола системы «Орион» по радиоканалу. Основными достоинствами данной сети являются:
· искро-взрывобезопасность;
· отсутствие необходимости прокладывать кабель.
Для решения поставленной задачи можно применить радиомодемы «С2000-РПИ» (частота 2,4 ГГц) и «Невод-5» (433, 92 МГц).
Варианты использования радиоканального повторителя интерфейсов «С2000-РПИ»
Радиоканальный повторитель интерфейсов «С2000-РПИ» (далее - РПИ) позволяет подключать различное оборудование (с интерфейсом RS-232/RS-485) по радиоканалу и транслировать данные интерфейсов RS-232/RS-485 в диапазоне частот от 2405 до 2483,5 МГц. Предназначен для использования как в составе системы «Орион», так и в составе других систем, использующих пакетную передачу данных. Поддерживает работу в радиосетях с топологиями «Точка-точка», «Точка-многоточка» и ретрансляцию пакетов. Имеет два исполнения: «С2000-РПИ» - с внешней антенной и «С2000-РПИ исп. 01» - без внешней антенны.
Длина радиоканала между двумя РПИ в пределах прямой видимости:
на мощности 10 мВт:
· «С2000-РПИ» - до 200 м (со штатной антенной);
· «С2000-РПИ исп. 01» - до 150 м;
на мощности 100 мВт:
· «С2000-РПИ» - до 600 м (со штатной антенной);
· «С2000-РПИ исп. 01» - до 350 м.
Возможны два режима работы РПИ:
· Дежурный режим. Осуществляет передачу данных из интерфейса RS-232 или RS-485 в радиоканал и обратно;
· Режим ретрансляции. Осуществляет прием и передачу (ретрансляцию пакетов) в радиоканале с одновременной выдачей информации в выбранный проводной интерфейс.
Особенности в работе системы с использованием РПИ:
· Следует учитывать состояние радиоэфира, наличие технологических источников радиопомех, и возможность помех природного характера;
· Для РПИ с внутренней антенной необходимо выбирать место с максимально возможным уровнем сигнала.
В следующих примерах система может работать как с ПК, так и без него.
Соединение «точка-точка»
Соединение «точка-многоточка»
В случае использования топологии типа «точка-многоточка», к одному «С2000-РПИ» на серверной стороне допускается подключать до 6 «С2000-РПИ» на клиентской стороне.
Работа РПИ в режиме ретрансляции пакетов по радиоканалу
Данные, получаемые РПИ №1 по интерфейсу RS-485, передаются по радиоканалу широковещательным пакетом. При приёме пакета по радиоканалу РПИ №2…4 выдают его по интерфейсу RS-485 приборам системы «Орион». РПИ №3 находится в режиме «Ретрансляция» и передаёт принятый пакет по радиоканалу на РПИ №4 и по интерфейсу RS-485 приборам системы «Орион».
Варианты использования радиомодемов «Невод-5»
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.
Соединение «точка-многоточка»
В случае использования топологии типа «точка-многоточка» количество «Невод-5» на клиентской стороне ограничивается только необходимой скоростью работы системы.
Работа в режиме ретрансляции пакетов по радиоканалу
Особенности в работе системы с использованием радиомодемов «Невод-5»:
· При использовании стандартных антенн для волны с частотой 433,92 МГц нельзя располагать передатчики на расстоянии ближе 6 метров друг от друга.
· Следует учитывать состояние радиоэфира, наличие технологических источников радиопомех и возможность помех природного характера
Конфигурация с использованием передачи интерфейсов с преобразованием RS-232/RS-485
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»
Организация канала интерфейса RS-485 для связи пульта «С2000М» исп.02 и АРМ «Орион Про»
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:
- использовать несколько коммуникационных портов;
- подключить к одному порту несколько пультов;
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). Так же в случае если в системе присутствуют шкафы управления пожарными насосами и шкафы управления задвижками.
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.
Защита канала интерфейса RS-485 от перенапряжений во время грозы
Если для сегментов интерфейса RS-485 используется воздушная прокладка, следует применять блоки защиты линии «БЗЛ».
Для гальванической развязки сегментов интерфейса целесообразно использовать повторители «С2000-ПИ». При этом питание приборов, подключенных до и после «С2000-ПИ», следует производить от разных источников питания. Шины «0В» данных приборов объединять не следует. Рекомендуемая схема на примере объекта из 3-х зданий представлена на рис. Шкафы управления пожарными насосами и шкафы управления пожарной задвижкой.
Схема подключения приборов с защитой интерфейса RS-485 от перенапряжений
