Поиск и устранение неисправностей в сетях RS-485

Несмотря на распространение более современных альтернативных решений, технология RS-485 остается основой многих коммуникационных сетей. Далее приведены пошаговые рекомендации по поиску и устранению часто встречающихся проблем в сетях RS-485.

  1. В RS-485 используется неуравновешенная дифференциальная пара. Чтобы свести к минимуму шум на линиях данных, каждое устройство должно быть заземлено через обратный сигнальный вывод.

    RS-485

    По осциллограмме можно определить, находятся ли напряжения нуля и единицы вне состояния неопределенности, и проходит ли необходимый интервал времени (равный времени пересылки одного байта) перед переходом устройства в тристабильное состояние

  2. В большинстве сетей RS-485 заглушка (согласование волнового сопротивления линии передачи сигналов) создает больше проблем, чем решает. Чтобы проверить, заглушен ли узел, нужно отключить его от сети и обесточить. Далее, с помощью омметра измерить сопротивление между линиями A и B (или + и -) приемника. На заглушенной линии сопротивление обычно менее 200 Ом, в то время как на незаглушенной – более 4000 Ом.
  3. Так как производители используют различную маркировку, не всегда ясно, как различить линии A и B. Поскольку наибольшее положительное напряжение при неактивной сети должно быть на B, линия A всегда соответствует минусу, а линия B – плюсу. Если проверка вольтметром неактивной сети выявила наибольшее положительное напряжение на линии A, сеть подключена неверно.
  4. Тристабильное состояние возникает в сетях RS-485, когда все устройства находятся в состоянии ожидания данных, и не одно не передает данные. Это может привести к тому, что все драйверы перейдут в состояние высокого импеданса, фактически отключив соединения с приемниками. Этого опасного состояния можно избежать установкой понижающих и подтягивающих сопротивлений на линиях A и B приемника, имитируя неактивное подключение. Чтобы проверить электрическое смещение, нужно измерить напряжение между B и A при неактивной сети. Необходимо напряжение, по крайней мере, 300 мВ, чтобы избежать состояния неопределенности, показанного на рисунке. Если не установлены заглушки, требования к величине смещения совсем невелики.
  5. Трехжильная (двухпроводная + земля) сеть RS-485 может передавать данные в обе стороны. Так как два передатчика не могут отравлять данные строго одновременно, после того, как отсылается последний бит, проходит небольшой интервал времени, в течение которого сеть кажется неактивной. В действительности, драйвер узла еще не перешел в тристабильное состояние. Если другое устройство начнет передачу данных в течение этого интервала, произойдет коллизия пакетов с непредсказуемыми последствиями. Чтобы проверить сеть на коллизии, нужно измерить цифровой сигнал осциллографом, достаточно несколько байт из нулей и единиц. Из осциллограммы определяется время, требующееся узлу для перехода в тристабильное состояние после окончания передачи данных. Нужно убедиться, что устройства не отвечают на запрос быстрее, чем за время пересылки одного байта (чуть более 1 миллисекунды на скорости 76,8 кбит/сек).
  6. Все надежные сети с длиной коммуникаций выше средней, кроме RS-485, имеют какую-либо встроенную изоляцию. Поэтому системному разработчику необходимо убедиться, что в сети отсутствуют петли заземления, а изоляция каждого узла на порядки увеличит надежность сети.
  7. Изоляция – это первый этап защиты от скачков напряжения, многоступенчатые ограничители решают проблему более сильных скачков, ослабляя их до безопасного для изоляции уровня. Лучше всего установить ограничитель выбросов напряжения в том месте сети, где имеется высококачественное заземление. Подключать ограничитель и сетевое оборудование к заземлению следует в одной точке.
  8. После настройки и успешного запуска сети RS-485 полезно сохранить описание всей конфигурации, включая данные о заглушках, смещении, типе проводов и запасных компонентов. При наличии средств заблаговременно купите необходимые запчасти.

Дополнительная информация — «Каких показателей мы можем добиться при использовании RS-485?«

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *