Подключение приборов Bronkhorst^® к промышленной сети RS-485

 

Содержание статьи:

1. Цоколевка разъемов для подключения к промышленной сети RS-485
2. Подключение приборов к промышленной сети RS-485
3. Настройка приборов для работы в сети RS-485
4. Цоколевка разъемов для подключения к промышленной сети RS-485 у приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS
5. Подключение приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS к промышленной сети RS-485
6. Настройка приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS для работы в сети RS-485

 

Практически вся продукция компании Bronkhorst^® оснащается цифровыми интерфейсами для работы в промышленных сетях. Эта статья рассказывает о подключении приборов, оснащенных Modbus-интерфейсом, к промышленной сети Modbus на основе RS-485. Теория работы интерфейса RS-485 с объяснениями назначения отдельных элементов сети приводится в статье «Передача данных в промышленных сетях на основе RS485».

Цоколевка разъемов для подключения к промышленной сети RS-485

Большинство приборов Bronkhorst^® могут комплектоваться дополнительной интерфейсной платой, обеспечивающей подключение к одной из промышленных сетей. В этом плане приборы серии MASS-VIEW, IQ+FLOW и IQ+PRESS стоят несколько особняком, поскольку имеют уже встроенный интерфейс Modbus. Схема их подключения к сети будет обсуждаться ниже. А для остальных приборов дополнительная интерфейсная плата оснащается разъемом, типоразмер которого зависит от вида сети и класса пыле- и влагозащиты прибора. Приборы в лабораторном исполнении IP40 подключаются к Modbus через экранированный модульный разъем RJ45, который имеет следующую конфигурацию:

Вилка RJ45	Розетка	№	Описание
		1	Питание +15...24 В
		2	0 В
		3	Экран
		4	0 В
		5	Питание +15...24 В
		6	0 В (общий Modbus)
		7	D0 Modbus (A/A’)
		8	D1 Modbus (B/B’)

Разъем RJ45 имеет нестандартное расположение контактов, отличное от рекомендуемого Modbus! Максимально допустимый ток для разъема RJ45 составляет 1,5 А.

Корпус круглого разъема M12 для приборов с защитой IP65 имеет конфигурацию контактов:

Разъем M12	Вилка	Розетка	№	Описание
			1	Экран
			2	Питание 15...24 В
			3	0 В
			4	D1 Modbus (B/B’)
			5	D0 Modbus (A/A’)

Максимально допустимый ток для разъема M12 составляет 4 А.

Для подключения приборов к шине Modbus необходимо использовать экранированные кабели минимум с тремя жилами (только для данных). Рекомендуется использовать витые кабели с волновым сопротивлением 100 или 120 Ом. Такие кабели можно приобрести вместе с приборами Bronkhorst^®, их артикулы и параметры приведены ниже в таблице. Все Modbus кабели от производителя содержат жилы для питания. Для лабораторных применений с защитой IP40 рекомендуется использовать экранированные соединительные витые пары с модульными разъемами RJ45 (с 8-ю контактами для питания и данных).

Подключение приборов к промышленной сети RS-485

На рисунке показан вариант подключения приборов компании Bronkhorst^® в промышленную сеть RS485/Modbus. Компания предлагает целый ряд элементов, необходимых для построения сети и изображенных на этой схеме. Изображение, артикулы и описания предлагаемых элементов приведены в таблице ниже. Обратите внимание, что компания Bronkhorst^® не поставляет ведущие устройства сети (ПО для ПК или ПЛК).

В представленной схеме питание приборов осуществляется через ту же сеть, по которой передаются данные. Питающее напряжение должно составлять от +15 до + 24 В. При построении сети следует учитывать максимальный ток, который можно передавать по кабелям. Регуляторы расхода и давления Bronkhorst^® могут потреблять до 350 мА. Таким образом от одного источника питания в зависимости от используемых кабелей и разъемов можно питать не более 10 устройств. Если необходимо использовать большее количество приборов, то сеть разбивают на сегменты, питающиеся от отдельных источников. Разделение сегментов осуществляется с помощью изоляторов питания, которые передают линии данных, но изолируют питающие провода.

Важно: питающее напряжение на приборы компании Bronkhorst^® можно подавать через основной разъем управляющей платы и через разъем дополнительной интерфейсной платы. Одновременная подача питания на оба разъема недопустима и может привести к выходу прибора из строя. Если в приведенной выше схеме на один из приборов подать питающее напряжение через основной разъем, то оно через интерфейсную плату будет передано в сеть. Где уже есть свой источник питания. И такое подключение недопустимо. В ситуации, когда требуется питать каждый прибор индивидуально через основной разъем, использовать стандартные кабели №5 уже нельзя или следует между всеми приборами устанавливать изоляторы питания №6.

Второй сегмент на схеме построен на основе 5-портового адаптера. Его применение позволяет компактно располагать провода. Но его использование оправдано только в случае, если длина кабелей к приборам не превышает 30 см. В противном случае необходимо использовать схему подключения первого сегмента, через Y-адаптеры.

Для подключения к сети RS-485 компания Bronkhorst High-Tech предлагает использовать компоненты собственного производства, указанные на схеме цифрами. Ниже приведена таблица с предлагаемыми элементами и описанием их функций.

Элементы сети RS-485/Modbus для приборов Bronkhorst® с дополнительной интерфейсной платой
№	Изображение	Артикул	IP	Описание
1а		7.03.297	IP40	Begin-терминатор. Обеспечивает согласование линии передачи данных, устанавливается в начале сети. Предназначен для работы при питающем напряжении от +15 до +24 В. Разъем RJ45
1б		7.03.515	IP65	Begin-терминатор. Обеспечивает согласование линии передачи данных, устанавливается в начале сети. Предназначен для работы при питающем напряжении от +15 до +24 В. Разъем M12, розетка
2а		7.03.298	IP40	End-терминатор. Обеспечивает согласование линии передачи данных, устанавливается в конце сети. Разъем RJ45
2б		7.03.320	IP65	End-терминатор. Обеспечивает согласование линии передачи данных, устанавливается в конце сети. Разъем M12, розетка
2в		7.03.321	IP65	End-терминатор. Обеспечивает согласование линии передачи данных, устанавливается в конце сети. Разъем M12, вилка
3а		7.03.241	IP40	Y-адаптер, разветвитель. Длина кабеля 30 см. Разъем RJ45, 2 розетки на разветвителе, 1 вилка на кабеле
3б		7.03.299	IP40	5-портовый адаптер, разветвитель. Длина кабеля 30 см. Разъем RJ45, 5 розеток на разветвителе, 1 вилка на кабеле
3в		7.03.357	IP40	Y-адаптер, разветвитель. Длина кабеля 30 см. Разъем на разветвителе RJ45, 2 розетки. Разъем на кабеле M12, вилка
3г		7.03.319	IP65	Y-адаптер, разветвитель. Разъем M12, 2 розетки, 1 вилка
4а		1.09.379	IP65	Разъем M12, 5 контактов, вилка
4б		1.09.380	IP65	Разъем M12, 5 контактов, розетка
5а		7.03.236 7.03.238 7.03.239 7.03.318 7.03.542	IP40	Соединительный кабель, разъемы RJ45, вилка длина 0,5 м длина 3 м длина 5 м длина 10 м длина 0,15 м
5б		7.03.544	IP40	Соединительный кабель, длина 3 м. Разъем RJ45, вилка с одной стороны. Без разъема с другой
5в		7.03.347	IP40	Соединительный кабель, длина 3 м. Разъем RJ45, вилка с одной стороны. Разъем М12, розетка с другой стороны
5г		7.03.358	IP40	Соединительный кабель, длина 3 м. Разъем RJ45, вилка с одной стороны. Разъем М12, вилка с другой стороны
5д		7.03.322 7.03.323	IP65	Соединительный кабель, разъемы М12, вилка и розетка длина 0,3 м длина 3 м
6а		1.09.239	IP40	Изолятор питания. Обеспечивает разделение по питанию сети на сегменты. Разъемы RJ45, розетка
6б		7.03.350	IP65	Изолятор питания. Обеспечивает разделение по питанию сети на сегменты. Разъемы M12, вилка и розетка
7а		7.09.277	IP40	Источник питания серии E-8000. Обеспечивает питание сегмента сети, содержащего до 10 устройств. Разъемы RJ45, розетка

Настройка приборов для работы в сети RS-485

Все приборы компании Bronkhorst^®, оснащенные Modbus-интерфейсом, являются ведомыми устройствами. Для корректной работы в промышленной сети каждому ведомому устройству необходимо задать ряд параметров:

• тип Modbus-протокола, если может конфигурироваться. Приборы компании Bronkhorst^® могут работать по протоколам Modbus RTU и Modbus ASCII (линк на новую статью);
• скорость обмена данными, как у ведущего устройства;
• уникальный адрес в сети. В сети не должно быть двух устройств с одинаковыми адресами;
• параметр четности для метода контроля ошибок передачи.

Задавать эти параметры можно как на самих приборах (поворотные переключатели или микрокнопка на корпусе), так и подключившись к ним по цифровому интерфейсу. Подробно процедуры задания этих параметров приведены в инструкции 9.17.035.

Цоколевка разъемов для подключения к промышленной сети RS-485 у приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS

Расходомеры MASS-VIEW и IQ+FLOW, а также измерители и регуляторы давления IQ+PRESS оснащены одним экранированным модульным разъемом RJ45, через который осуществляется их питание, управление и коммуникации. Он имеет следующую конфигурацию:

Вилка RJ45	Розетка	№	Описание
	MASS-VIEW IQ+FLOW IQ+PRESS	1	Цифровой интерфейс: TX-RS232/ Modbus (A/A’)
		2	Аналоговый выходной сигнал
		3	Сигнализатор: верхний уровень
		4	0 В
		5	Сигнализатор: нижний уровень
		6	Цифровой интерфейс: RX-RS232/ Modbus (B/B’)
		7	Питание +15...24 В
		8	0 В

Обратите внимание, что конфигурация разъема RJ45 у приборов со встроенным Modbus-интерфейсом не совпадает с конфигурацией разъема RJ45 интерфейсных плат для сети Modbus, устанавливаемых в приборы компании Bronkhorst^® других серий. Нельзя использовать стандартные кабели (№5 в таблице выше) для подключения приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS и других серий в одну сеть! Это может привести к повреждению приборов электрическим током.

Приборы серии MASS-VIEW, IQ+FLOW и IQ+PRESS могут работать как по протоколу RS-232/FLOWBUS, так и RS-485/Modbus. И в том, и в другом случае используются контакты 1 и 6 разъема RJ45. Способ переключения режимов работы цифрового интерфейса описан в инструкциях 9.17.051 и 9.17.045. Для работы в сети Modbus приборы необходимо переключить в соответствующий режим RS-485/Modbus.

Подключение приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS к промышленной сети RS-485

На рисунке ниже показан вариант подключения приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW или IQ+PRESS в промышленную сеть RS-485/Modbus. Компания Bronkhorst^® предлагает целый ряд элементов, необходимых для построения сети и изображенных на этой схеме. Изображение и описания предлагаемых элементов приведены в таблице ниже.

В этой схеме используются те же Y-адаптеры (№3), 5-портовые адаптеры (№3), begin- и end-терминаторы (№1 и 2 соответственно), изоляторы питания (№5), что и в первой схеме. Как отмечалось выше, в этом случае нельзя применять стандартные кабели. В используемых здесь кабелях (№4) контакты 1 и 6 на одном конце (черный корпус разъема, подключается к прибору) подключаются к контактам 7 и 8 на другом конце (красный корпус разъема, подключается к стандартным элементам сети). Это позволяет избежать неправильной подачи питания и выхода приборов из строя.

Для подключения приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS к сети RS-485 компания Bronkhorst High-Tech предлагает использовать компоненты собственного производства, указанные на схеме цифрами. Ниже приведена таблица с предлагаемыми элементами и описанием их функций.

Элементы сети RS-485/Modbus для приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS
№	Изображение	Артикул	IP	Описание
1а		7.03.297	IP40	Begin-терминатор. Обеспечивает согласование линии передачи данных, устанавливается в начале сети. Предназначен для работы при питающем напряжении от +15 до +24 В. Разъем RJ45
2а		7.03.298	IP40	End-терминатор. Обеспечивает согласование линии передачи данных, устанавливается в конце сети. Разъем RJ45
3а		7.03.241	IP40	Y-адаптер, разветвитель. Длина кабеля 30 см. Разъем RJ45, 2 розетки на разветвителе, 1 вилка на кабеле
3б		7.03.299	IP40	5-портовый адаптер, разветвитель. Длина кабеля 30 см. Разъем RJ45, 5 розеток на разветвителе, 1 вилка на кабеле
4а		7.03.467	IP40	Соединительный кабель для подключения приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW и IQ+PRESS к сети RS-485/Modbus, длина 0,5 м, разъемы RJ45, вилка
5а		1.09.239	IP40	Изолятор питания. Обеспечивает разделение по питанию сети на сегменты. Разъемы RJ45, розетка
6а		7.03.424	IP40	Источник питания PiPS-MV. Обеспечивает питание сегмента сети, содержащего до 4 устройств. Разъемы RJ45, вилка
7а		9.09.122	IP40	Конвертер RS-485/USB. Обеспечивает подключение сети к ПК/ПЛК (ведущему устройству). Разъемы RJ45 и USB, вилка

Настройка приборов MASS-VIEW, IQ+FLOW, IQ+PRESS для работы в сети RS-485

Также, как и для других приборов компании Bronkhorst^®, конфигурирование расходомеров MASS-VIEW, IQ+FLOW и измерителей/регуляторов давления IQ+PRESS возможно несколькими способами. Подробно процедуры задания этих параметров приведены в общей инструкции 9.17.035, а также инструкциях 9.17.051 (для MASS-VIEW) и 9.17.045 (для IQ+FLOW и IQ+PRESS).