Схема разделения информации приема-передачи протокола rs-485

Адрес документа:	http://90.189.213.191:4422/temp/rs_485_razdelka_v2/rs_485_razdelka_v2.doc
Электронная публикация	http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/14024.html

В настоящее время широко распространен программно-аппаратный протокол обмена rs-485. Разработано огромное количество устройств использующих физическую линию и условия обмена rs-485(Л1, Л2). Однако программное обеспечение, зачастую отличается от требуемых стандартов. Производители программ зачастую не придерживаются требований. Например, меняют проверки контрольных сумм, добавляют свои информационные сообщения и т.д.

В данной работе предлагается схемное решение для исследования не стандартных протоколов обмена. Приведено описание схемы и методика получения данных.

Ключевые слова: rs-485, modbus, МЭК 61107

Зачем потребовалось исследовать сигналы приема-передачи протокола rs-485.

Известный отечественный «гигант» ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника» выпускает и в том числе приборы учета газа серии ЕК260.[Л1] Возникла задача - считывать данные «одним кликом» в отчетной форме документов формат EXCEL. Подобная аналогичная программа приведена в [Л8]

По [Л6] можно ознакомиться с программой, поставляемой на ЕК260. Она содержит 3и модуля: чтения данных, обработки данных и анализа данных. Кратко, можно резюмировать, что возможности считать одним нажатием большое количество счетчиков газа и сразу записать данные в Excel в данном программном обеспечении не предусмотрено. Ответ от завода-производителя и поставщика программы опроса:

· У нас открытый протокол, поэтому можете считывать данные самостоятельно;

· Доработка под каждого заказчика, это дорогое дело. Мы учтем Ваши пожелания;

По этому, используя описания протокола, исследуем EK260 по интерфейсу rs-485. [Л2 Л3 Л11 Л12]

Первично-ошибочная схема исследование протокола rs-485

Вначале, метод был такой. По схеме на рисунок 1, подключиться и проанализировать передаваемые блоки

Рисунок 1. Подключение одного контрольного приемника к шине rs-485

Затем, по описанию протокола и анализируя ответ EK260 написать свой опрос данного изделия.

Но, «было гладко на бумаге, да забыли про овраги». В полученных данных от одного приемника нельзя было определить, где ведомый и где ведущий. Кроме того, на форумах было выявлено много замечаний по протоколу для данного изделия [Л4]

Предлагаемая схема исследование протокола rs-485

Для решения задачи требовалось получить раздельно информации от ведущего и ведомого, и оставить текущий обмен, рисунок 3.

Рисунок 2. Подключение двух контрольных приемников по схеме разделения информации шины rs-485

Рисунок 3. Принципиальная схема разделения блоков информации шины rs-485.

«Идея» схемы разделения - использовать свойство rs-485, что при передаче информации от ведомого или ведущего, ток по цепи идет, соответственно или от ведомого или от ведущего. Когда передача от ведущего - включена одна пара опто-элементов (выводы 3-4, 5-6) При передачи от ведомого - другая пара опто-элементов (выводы 1-2, 7-8). На выходных транзисторах опто-элементов, формируется соответствующая полярность для приема информации, рисунок 3.

Применены оптоэлектронные ключи на одном корпусе микросхемы Kp1040.[Л10]

Для формирования напряжения управления, используются диоды типа кд503 (или их аналоги), как выпрямитель по мостовой схеме. Питание схемы создается самой шиной rs-485.

Полученное напряжение накапливается, на электролитическом конденсаторе емкостью от 10 мкф. на 10в. Информационный поток между ведущим и ведомым сохраняется, смотри диаграмму «А» на рисуноке 4. И формируется два нужных, новых источника информации:

· rs-485- прием ведущего - что передает ведущий источник.

· rs-485- прием ведомого - что передает ведомый источник.

Информация в шине rs-485 разделилась на прием ведомого и прием ведущего, что позволяет легко определиться с количеством передаваемых блоков и провести их анализ. Существующий шинный обмен сохраняется, рисунок 4. Программы для контроля данных для rs-485 и сом-портов приведены в [Л6] и [Л7].

Рисунок 4. Разделение по времени и пространству данных шины rs-485.

На месте диаграммы «А» – условно показаны сигналы шины rs-485, которые видны при параллельном подключении. Такие данные, если подключаемся параллельно по схеме на рисунке 1. Диаграммы «B» и «С» показывают появление сигналов от ведущего и ведомого при использовании схемы на рисунке 2 и 3.

Анализируя передачу одного запроса, и получения ответа от программы считывания данных пишем свою последовательность своего опроса.

Выводы.

· Необходимо учитывать, что использование элементов (встречно-параллельных диодов) в шине rs-485 уменьшает возможность передачи по длинной линии. Данная схема допустима, в пуско-наладочных и исследовательских работах на « отладочном столе».

· Предложенная элементная база Kp1040, ограничивает скорость приема и анализа данных по шине rs-485 не более 56кбит/секунду. Не хватает быстродействия используемых оптоэлектронных ключей. Для, в основном используемой, скорости шины rs-485 в 9600 кбит/секунду, cхема работает без замечаний.

· Использование данной схемы не ограничивается прибором EK260. Возможность получения достоверной информации при отсутствии описания протокола обмена для rs-485 требуется очень часто.

Литература

1. Сайт производителя ЕК260 http://gorgaz.nt-rt.ru/

2. Описание стандарта EK260: http://gaselectro.ru/filemanager/download/3646/

3. Описание стандарта ЕК260-270 : http://www.geogas.ru/download/manuals/ek270.pdf

4. Форум по ЕК260

http://www.owen.ru/forum/printthread.php?s=d9200963b6952523fe1c98112874c5c8&t=3190&pp=40

5. Программа чтения СОДЕК http://gaselectro.ru/market/soft/programnoe_obespechenie_sodek/

6. Программа тестирования сом-портов http://www.shabronov.narod.ru/doc_shabronov/marel_analiz/test_mod_125k.zip

7. Программа Сом_тест : http://www.aggsoft.ru/com-port-stress-test.htm

8. Учет по Excel : http://www.shabronov.narod.ru/doc_shabronov/opros_cet04_forma_v2/

9. Адрес документа: http://www.shabronov.narod.ru/temp/rs_485_razdelka_v1/sta_rs-485_v3.doc

10. Данные оптоэлемента KP1040: http://www.elekont.ru/catalog/mikrosxemy/kp1040e.html

11. Журнал СТА-4/2010-стр90 «Протоколы и сети Modbus» - Денисенко В. http://www.cta.ru/rubrics/239877_458466.htm

12. Журнал СТА-3/1997-стр110 «Интерфейсы последовательной передачи данных» - Локотков А. http://www.cta.ru/rubrics/239877_458466.htm

Дата авторской редакции 3.8.2015

Автор Шабронов Андрей Анатольевич, тел. +7-913-905-8839, e-mail: shabronov@ngs.ru

Внимание! – при перепечатке ссылка на автора обязательна! В противном случае действует закон об Авторских правах!