KONWERTER RS-485/CAN Typu PD7 INSTRUKCJA OBS UGI
KONWERTER RS-485/CAN Typu PD7 SPIS TREŒCI: 1. ZASTOSOWANIE... 5 2. ZESTAW KONWERTERA... 6 3. WYGL D KONWERTERA... 6 4. INSTALOWANIE... 7 4.1. Po³¹czenia zewnêtrzne konwertera... 7 4.2. Ustawienie parametrów transmisji... 9 4.3. Monta konwertera PD7... 15 4.4. Wymagania do pod³¹czenia zacisków... 16 4.5. Optoizolacja... 16 5. OPIS DZIA ANIA... 17 6. DANE TECHNICZNE... 18 7. KOD WYKONAÑ... 20 8. KONSERWACJA I SERWIS... 20 Grudzień 2006 - KZ 1314/06
1. ZASTOSOWANIE Konwerter PD7 jest urz¹dzeniem ³¹cz¹cym magistralê RS 485 z sieci¹ CAN. Ma dwa interfejsy: RS-485 i CAN 2.0A. Pierwszy s³u y do ³¹czenia z magistral¹ RS-485 na której pracuj¹ urz¹dzenia wykorzystuj¹ce asynchroniczn¹ transmisjê znakow¹ (protoko³y MODBUS, LUMBUS, itp.). Drugi to interfejs do sieci, w której pracuj¹ urz¹dzenia z protoko³em CAN 2.0A (11-bitowy identyfikator). Standard RS-485 pozwala tworzyæ odporn¹ na zak³ócenia magistralê na której mog¹ pracowaæ 32 urz¹dzenia (nadajniki i odbiorniki). Magistrala mo e mieæ d³ugoœæ do 1200 m. CAN 2.0A (Controller Area Network) to wydajny, szeregowy protokó³ transmisji typu multi-master pracuj¹cy w czasie rzeczywistym. Oferuje wbudowane zabezpieczenia poprawnoœci transmisji. Rys. 1. Schemat blokowy przyk³adowego systemu pomiarowego z konwerterem PD7.
Oba standardy maj¹ zastosowanie w wielu urz¹dzeniach kontrolno-pomiarowych takich jak: regulatory, mierniki, przetworniki, itp.. Przyk³adowa struktura systemu kontrolno-pomiarowego wykorzystuj¹cego konwerter jest przedstawiona na rysunku 1. 2. ZESTAW KONWERTERA W sk³ad zestawu konwertera wchodz¹: - konwerter PD7... 1 szt, - przewód konfiguratora... 1 szt, - instrukcja obs³ugi PD7... 1 szt, - karta gwarancyjna... 1 szt, - program konfiguratora - dyskietka 3,5... 1 szt. 3. WYGL D KONWERTERA Wygl¹d konwertera przedstawiono na rysunku 2. listwa zaciskowa linii zasilaj¹cej zielona dioda LED (zasilanie) czerwona dioda LED (magistrala RS-485) ó³ta dioda LED (magistrala CAN) szyna DIN z³¹cze DB9 (magistrala CAN/z³¹cze konfiguruj¹ce) listwa zaciskowa magistrali RS-485 Rys. 2. Wygl¹d p³yty czo³owej konwertera PD7.
Obudowa urz¹dzenia wykonana jest z tworzywa sztucznego. Konwerter ma dwie roz³¹czalne listwy zaciskowe, które umo liwiaj¹ wygodne przy³¹czanie przewodów. Na p³ycie czo³owej znajduj¹ siê trzy diody œwiec¹ce LED sygnalizuj¹ce stany pracy urz¹dzenia oraz z³¹cze DB9, które w stanie normalnej pracy urz¹dzenia udostêpnia przy³¹cze konwertera do magistrali CAN, natomiast podczas konfiguracji konwertera pe³ni rolê ³¹cza do konfiguracji umo liwiaj¹cego ustawienie parametrów transmisji obu interfejsów obs³ugiwanych przez konwerter. 4. INSTALOWANIE 4.1. Po³¹czenia zewnêtrzne konwertera Opis wyprowadzeñ sygna³ów zewnêtrznych dostêpnych na zaciskach i z³¹czu DB9 konwertera przedstawiono na rysunku 3 i w tablicach 1 i 2. Opis zacisków konwertera Tablica 1 Nr zacisku Opis zacisku 6, 7 Zasilanie konwertera: 24 V a.c./d.c. lub 230 V a.c. 1 Linia GND interfejsu RS-485 2 Linia A interfejsu RS-485 3 Linia B interfejsu RS-485 Opis pinów z³¹cza DB9 (gniazdo interfejsu CAN) Tablica 2 Nr zacisku Opis zacisku 1 Linia t³umienia zak³óceñ zboczy impulsów 2 Linia CAN LOW interfejsu CAN 3 Linia CAN GND interfejsu CAN 7 Linia CAN HIGH interfejsu CAN Rys. 3. Po³¹czenia zewnêtrzne konwertera PD7
! UWAGA! Z³¹cze DB9 udostêpnia równie inne sygna³y wykorzystywane!tylko! podczas programowania konwertera przy pomocy przewodu konfiguratora i programu konfiguruj¹cego. S¹ to kolejno: 4 - sygna³ TxD, 5 - sygna³ RxD, 8 - sygna³ GND, 9 - sygna³ VCC (+5V). Z³¹cze przy³¹czeniowe interfejsu CAN!nie mo e! udostêpniaæ tych sygna³ów!!! W przypadku du ych szybkoœci transmisji magistrali CAN (powy ej 125 kbit/s) impulsy CAN zwiêkszaj¹ emisjê zak³óceñ. Zak³ócenia te mo na st³umiæ zwieraj¹c (w z³¹czu DB9 do³¹czaj¹cym konwerter PD7 do magistrali) piny nr 1 i 3. Przy mniejszych szybkoœciach transmisji (do 125 kbit/s) zwieranie pinów 1 i 3 w z³¹czu DB9 nie jest konieczne. Informacje na temat prêdkoœci, przy których zwarcie pinów 1 i 3 jest wymagane zawarto w tablicy 3, sposób wykonania po³¹czeñ pinów 1 i 3 pokazano na rysunku 4. Rys. 4. Sposób wykonania po³¹czeñ pinów 1 i 3 dla prêdkoœci wy szych ni 125 kbit/s.
Stan po³¹czenia pinów 1 i 3 z³acza DB9 dla ró nych prêdkoœci transmisji magistrali CAN Prêdkoœæ magistrali CAN [kbit/s] Zwarcie pinów 1 i 3 10, 20, 25, 50, 100 nie wymagane 125, 250, 500, 800, 1000, wymagane Tablica 3 Koñcówki magistrali CAN powinny byæ zamkniête terminatorami rezystorowymi. Ich wartoœæ zale y przede wszystkim od d³ugoœci magistrali. Zestawienie wartoœci terminatorów w zale noœci od d³ugoœci magistrali przedstawiono w tablicy 4. Zestawienie wartoœci terminatorów w zale noœci od d³ugoœci magistrali CAN. D³ugoœæ magistrali [m] Rezystancja zamykaj¹ca magistrali 0... 40 124 1 Mbit/s przy 40 m Tablica 4 Max. szybkoœæ przesy³ania danych 40... 300 127 500 kbit/s przy 100 m 300... 600 150 do 300 100 kbit/s przy 500 m 600... 1000 150 do 300 50 kbit/s przy 1000 m Zarówno szybkoœæ przesy³ania danych jak i wartoœci terminatorów rezystorowych zmieniaj¹ siê wraz ze wzrostem odleg³oœci pomiêdzy urz¹dzeniami po³¹czonymi w sieci CAN. Szybkoœæ przesy³ania informacji maleje z 1 Mb/s przy 40 metrach do 50 kb/s przy odleg³oœci 1 km. Jako przewody interfejsów RS-485 i CAN nale y stosowaæ skrêtkê w ekranie. Przewody interfejsów powinny byæ ³¹czone w grupy i oddzielone od przewodów zasilania. Minimalna odleg³oœæ pomiêdzy przewodami zasilania a przewodami interfejsów powinna wynosiæ 50 cm. 4.2. Ustawienie parametrów transmisji Konfiguracja programowa konwertera dokonywana jest przy u yciu przewodu konfiguratora i programu konfiguruj¹cego. Program pozwala na odczyt ustawieñ konwertera oraz ustawianie takich parametrów transmisji jak: - prêdkoœæ transmisji w sieci CAN,
- adres grupy, - kana³ nadawczy, - kana³ odbiorczy, - prêdkoœæ transmisji w sieci RS485, - tryb transmisji w sieci RS485. Identyfikacja i filtracja wiadomoœci w sieci CAN Rysunek 5 pokazuje sposób po³¹czenia konwertera z komputerem przy u yciu przewodu konfiguratora. Przed przyst¹pieniem do konfiguracji programowej konwertera nale y bezwzglêdnie od³¹czyæ zaciski magistral RS485 i CAN! Konfigurator konwertera PD7 Przewód konfiguratora Port szeregowy Rys. 5. Sposób pod³¹czenia komputera z konwerterem przy u yciu przewodu konfiguratora. 4.2.1 Obs³uga programu konfiguracyjnego Po po³¹czeniu konwertera z komputerem nale y uruchomiæ program Konfiguracja_konwertera_PD7.exe. Uruchomienie programu otwiera okno dialogowe programu konfiguracyjnego. 10
Rys. 6. Okno dialogowe programu konfiguruj¹cego. W programie wydzielone s¹ trzy pola konfiguracyjne: - Parametry CAN a - ustawianie parametrów portu CAN; - Parametry RS - ustawianie parametrów portu RS 485; - Po³¹czenie - wybór portu RS 232 w komputerze, do którego pod³¹czony jest przewód konfiguratora; oraz pole informacyjne: - Status - informacja o poprawnoœci zawartoœci pamiêci z danymi konfiguracyjnymi i stanie pracy konwertera. 4.2.2 Odczyt obecnych ustawieñ konwertera W celu odczytu obecnych ustawieñ konwertera nale y wybraæ odpowiedni port szeregowy COM, do którego jest pod³¹czony przewód konfiguratora i nacisn¹æ przycisk Odczytaj. Przy poprawnym po³¹czeniu z konwerterem nast¹pi nawi¹zanie po³¹czenia i odczyt ¹danych wartoœci. Odczytane wartoœci zostan¹ wyœwietlone w odpowiednich polach programu. W przypadku wyboru nieprawid³owego portu sze- 11
regowego, uszkodzenia konwertera lub uszkodzenia przewodu konfiguratora zostanie wyœwietlony komunikat: Urz¹dzenie nie odpowiada. 4.2.3 Zapis nowych ustawieñ konwertera Program umo liwia ustawienie nastêpuj¹cych parametrów dla ka dego z portów konwertera: - Parametry CAN a: Prêdkoœæ transmisji - dostêpne prêdkoœci: 10 kbit/s 20 kbit/s 25 kbit/s 50 kbit/s 100 kbit/s 125 kbit/s 250 kbit/s 500 kbit/s 800 kbit/s 1000 kbit/s Grupa - dostêpne wartoœci 0... 31 Kana³ nadawania - dostêpne wartoœci 0... 63 Kana³ odbioru - dostêpne wartoœci 0... 64 Pola Grupa i Kana³ nadawania s¹ czêœciami sk³adowymi identyfikatora (adresu) urz¹dzenia w sieci CAN. Identyfikator urz¹dzenia w sieci CAN wygl¹da nastêpuj¹co: Grupa (5 bitów) Kana³ nadawania (6 bitów) X X X X X X X X X X X 11-bitowy identyfikator Z³o enie pól Grupa i Kana³ odbioru umo liwia ustawienie filtracji wiadomoœci przychodz¹cych (odbieranych przez konwerter). Ustawienie filtracji wygl¹da nastêpuj¹co: 12
Grupa (5 bitów) Kana³ odbioru (6 bitów) X X X X X X X X X X X filtrowane bity (6 bitów) Przypisanie do Kana³u odbioru wartoœci 64 pozwala na ustawienie konwertera do odbioru wszystkich przychodz¹cych wiadomoœci. Przypisanie jednej z pozosta³ych wartoœci (0... 63) pozwala na ustawienie konwertera do odbioru wiadomoœci od urz¹dzenia z konkretnym numerem identyfikacyjnym (Grupa + Kana³ odbioru ). - RS parameters Prêdkoœæ transmisji - dostêpne prêdkoœci: 300 kbit/s 600 kbit/s 1200 kbit/s 2400 kbit/s 4800 kbit/s 9600 kbit/s 19200 kbit/s Tryb transmisji - dostêpne tryby: wy³¹czony 8N1, 7E1, 7O1, 8N2, 8E1, 8O1. gdzie: N - (no parity) bez kontroli przystoœci; E - (even parity) kontrola parzystoœci; O - (odd parity) kontrola nieparzystoœci. UWAGA: Podczas konfiguracji nale y pamiêtaæ o tym, aby prêdkoœæ interfejsu CAN nie by³a ni sza, ani równa prêdkoœci portu RS-485. W przypadku takiej konfiguracji konwerter nie bêdzie dzia³a³ poprawnie. Wynika to z budowy ramki CAN (wiêksza liczba bajtów w jednej ramce CAN - niedopasowanie czasowe okresu przetworzenia jednej ramki CAN). 13
Przyk³ad: Prêdkoœæ CAN: Prêdkoœæ RS-485: Stan pracy PD7: 10 kbit/s 9.6 kbit/s Mo liwe generowanie b³êdów transmisji 10 kbit/s 19.2 kbit/s Mo liwe generowanie b³êdów transmisji 20 kbit/s 19.2 kbit/s Mo liwe generowanie b³êdów transmisji W celu unikniêcia takich b³êdów nale y zwiêkszyæ prêdkoœæ portu CAN lub zmniejszyæ prêdkoœæ portu RS-485, (np. dla pierwszej pozycji z przyk³adu): CAN=10 kbit/s, RS485=4,8 kbit/s, lub CAN=20 kbit/s, RS-485=9,6 kbit/s. W celu zapisu nowych ustawieñ konwertera nale y wybraæ odpowiedni port szeregowy COM, do którego jest pod³¹czony przewód konfiguratora i nacisn¹æ przycisk Zapisz. Poprawnie przeprowadzony zapis nowych parametrów zostanie potwierdzony komunikatem: Konfiguracja zosta³a zapisana. Wprowadzenie nieprawid³owego lub niezgodnego formatu danych konfiguracyjnych wywo³a komunikat B³êdnie wprowadzone dane. W przypadku wyboru nieprawid³owego portu szeregowego, uszkodzenia konwertera lub uszkodzenia przewodu konfiguratora zostanie wyœwietlony komunikat B³¹d podczas zapisu konfiguracji. 4.2.4 Status urz¹dzenia Zak³ócenia pochodz¹ce od strony napiêcia zasilaj¹cego oddzia³uj¹ce na konwerter mog¹ spowodowaæ nieprawid³owoœci w jego pracy i zniszczyæ zawartoœæ pamiêci z konfiguracj¹ urz¹dzenia. Efektem takiego uszkodzenia jest zatrzymanie pracy konwertera oraz sygnalizacja tego stanu miganiem diody ó³tej w odstêpie co 0,5 sekundy. Podczas odczytu aktualnych ustawieñ parametrów transmisji PD7, program sprawdza status (poprawnoœci zawartoœci pamiêci z konfiguracj¹) konwertera. Odczytana wartoœæ statusu urz¹dzenia jest wyœwietlana w polu Status. Jeœli zawartoœæ pamiêci jest poprawna pojawia siê informacja: Status OK. W innym przypadku - b³êdna zawartoœæ pamiêci - pojawi siê informacja: B³¹d konfiguracji PD7. Korekta b³êdów (wyzerowanie znacznika b³êdu i zapis poprawnych wartoœci do pamiêci konfiguracji) zostanie przeprowadzona automatycznie w trakcie zapisu nowych ustawieñ parametrów transmisji do konwertera. Po zakoñczeniu konfiguracji parametrów transmisji nale y zakoñczyæ pracê 14
programu, wy³¹czyæ napiêcie zasilaj¹ce konwerter i od³¹czyæ konwerter od przewodu konfiguratora. 4.3 Monta konwertera PD7 Konwerter jest przewidziany do mocowania na wsporniku monta owym (PN/E-06292, DIN EN 50 022-35) wg rysunku 7. Rys. 7. Rysunek gabarytowy i monta owy. Przed rozpoczêciem instalowania i do³¹czania obwodów zewnêtrznych, nale y bezwzglêdnie od³¹czyæ napiêcie zasilaj¹ce! Po³¹czenia elektryczne powinny wykonywaæ wy³¹cznie osoby posiadaj¹ce odpowiednie uprawnienia elektryczne. 15
4.4 Wymagania do pod³¹czenia zacisków Konwerter spe³nia wymagania dotycz¹ce bezpieczeñstwa obs³ugi wg normy PN-IEC1010-1 i odpornoœci na zak³ócenia wystêpuj¹ce w œrodowisku przemys³owym wg normy PN-EN50082-2. Praktycznie wystêpuj¹ce ró ne Ÿród³a zak³óceñ oddzia³uj¹ na konwerter w sposób ci¹g³y lub impulsowy od strony sieci zasilaj¹cej (na skutek dzia³añ innych urz¹dzeñ). Poziom tych zak³óceñ powinien zostaæ sprowadzony do wartoœci ni szej od progu odpornoœci konwertera, przede wszystkim poprzez odpowiedni¹ instalacjê konwertera na obiekcie. W celu uzyskania pe³nej odpornoœci konwertera na zak³ócenia elektromagnetyczne w œrodowisku o nieznanym poziomie zak³óceñ zaleca siê przestrzeganie nastêpuj¹cych zasad: nie zasilaæ konwertera w sieci w pobli u urz¹dzeñ wytwarzaj¹cych du e zak³ócenia impulsowe, stosowaæ filtry sieciowe dla grupy konwerterów obs³uguj¹cych ten sam obiekt, do prowadzenia przewodów zasilaj¹cych stosowaæ ekrany metalowe w postaci rurek lub oplotów, w których mo na prowadziæ tak e przewód uziemienia i ewentualne przewody sieciowe, przy³¹czenia obwodów interfejsu komunikacyjnego prowadziæ indywidualnie w ekranie jw. skrêconymi przewodami, stosowaæ ogóln¹ zasadê, e przewody (wi¹zki) wiod¹ce ró ne sygna³y powinny byæ prowadzone w jak najwiêkszej odleg³oœci od siebie (nie mniej ni 50 cm), a skrzy owanie takich wi¹zek wykonane pod k¹tem 90. 4.5 Optoizolacja Optoizolatory zastosowane w PD7 zapewniaj¹ izolacjê miêdzy interfejsami RS-485 i CAN na poziomie 3000 VDC. Optoizolacjê zastosowano w celu zabezpieczenia urz¹dzenia nadrzêdnego przed pêtlami doziemnymi i niszczycielskimi szczytami napiêcia w transmisyjnych liniach danych. 16
5 OPIS DZIA ANIA PD7 Konwerter PD7 pe³ni funkcjê pomostu komunikacyjnego pomiêdzy magistral¹ RS-485 i CAN. Podczas pracy urz¹dzenie nas³uchuje obie magistrale. Jeœli na magistrali CAN wyst¹pi wiadomoœæ skierowana do konwertera (z identyfikatorem zgodnym z ustawieniem Grupa + Kana³ odbioru ) zostaje ona odebrana, zawartoœæ pola danych zostaje umieszczona w buforze wewnêtrznym konwertera, a nastêpnie zostaje wys³ana na magistralê RS- 485. Od strony magistrali RS-485 konwerter odbiera wszystkie przychodz¹ce wiadomoœci i umieszcza je w buforze wewnêtrznym, a nastêpnie wysy³a na magistralê CAN ze swoim identyfikatorem - ustawienie: Grupa + Kana³ nadawczy. Znajduj¹ce siê na p³ycie czo³owej konwertera trzy diody sygnalizacyjne informuj¹ u ytkownika o stanach pracy konwertera. Opis stanów sygnalizacyjnych zawarto w tablicy 5. Opis stanów sygnalizacyjnych konwertera Tablica 5 Dioda Zielona Czerwona (M) ó³ta (C) Stan zapalona - sygnalizacja w³¹czonego napiêcia zasilaj¹cego, zgaszona - brak napiêcia zasilaj¹cego zapalona - sygnalizacja odbioru danych na porcie RS-485, zapalona - sygnalizacja odbioru danych na porcie CAN, miganie - (co 0,5sec) b³¹d zawartoœci pamiêci konfiguracji - zatrzymanie pracy konwertera Konwerter PD7 charakteryzuj¹: - automatyczna kontrola kierunku transmisji danych, - napiêcie izolacji ochronnej 3000 VDC, - wskaÿniki kierunku przep³ywu danych, - zasilanie sieciowe, - ³atwoœæ monta u i eksploatacji. 17
6. DANE TECHNICZNE Dane transmisyjne: - prêdkoœæ transmisji portu RS-485 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 [bit/s] - tryb transmisji portu RS-485 8N1, 7E1, 7O1, 8N2, 8E1, 8O1 - prêdkoœæ transmisji portu CAN 10 k, 20 k, 25 k, 50 k,100 k, 125 k, 250 k, 500 k, 800 k 1 M [bit/s] - wersja systemu CAN CAN 2.0A (11-bit identifier) - napiêcie izolacji 3000 V d.c. Moc pobierana przez konwerter 1,5 VA Znamionowe warunki u ytkowania: - napiêcie zasilania 24 V a.c./d.c. lub 230 V a.c. - czêstotliwoœæ 45...50...66 Hz - temperatura otoczenia 0...23...50 C - wilgotnoœæ wzglêdna powietrza 40... 85% - zewnêtrzne pole magnetyczne < 400 A/m - po³o enie pracy dowolne - dopuszczalne wibracje sinusoidalne: - czêstotliwoœæ 10...150 Hz - amplituda przemieszczenia 0,15 mm Warunki magazynowania i transportu: - temperatura otoczenia - 20... 70 C - wilgotnoœæ wzglêdna powietrza 25... 85% - dopuszczalne wibracje sinusoidalne: - czêstotliwoœæ 10...150 Hz - amplituda przemieszczenia 0,35 mm Stopieñ ochrony obudowy IP 40 Stopieñ ochrony zacisków IP 20 Wymiary 22,5 100 120 mm Masa 0,35 kg Obudowa do monta u na szynê 18
Odpornoœæ na zak³ócenia i zaniki napiêcia: - brak zasilania 20 ms - brak efektów; - brak zasilania > 20 ms - automatyczny restart. - zak³ócenia impulsowe nanosekundowe: zgodnie z norm¹ EN 50082-2: 1995 przewody zasilania 2kV, przewody wejœciowe 1kV; - ESD: wg EN 50082-2: 1995-6kV; - pole elektromagnetyczne wg IEC 801-3; poziom 3 (10 V/m). Emisja zak³óceñ radioelektrycznych: - wg EN 55011/VDE 0875, czêœæ 11. Wymagania bezpieczeñstwa wg PN-EN 61010-1: - kategoria instalacji III, - stopieñ zanieczyszczenia 2. 19
7. KOD WYKONANIA PD7 Kod wykonania PD7 Tablica 6 KONWERTER PD7 X X X Napiêcie zasilania: 24 V a.c./d.c...1 230 V a.c...2 Rodzaj wykonania katalogowe...1 specjalne...x Próby odbiorcze: bez dodatkowych wymagañ...0 z atestami Kontroli Jakoœci...1 wg uzgodnieñ z odbiorc¹ *... X * numeracjê wykonania ustali producent. Przyk³ad kodowania: Kod PD7-2 1 1 oznacza wykonanie konwertera PD7: na napiêcie zasilaj¹ce 230 V a.c. katalogowe z atestem Kontroli Jakoœci. 8. KONSERWACJA I SERWIS Konwerter PD7 nie wymaga okresowej konserwacji. W przypadku uszkodzenia konwerter nale y przes³aæ do naprawy do Dzia³u Serwisu LZAE LUMEL S.A. Uwaga: Producent zastrzega sobie mo liwoœæ wprowadzania zmian i udoskonaleñ w wyrobie. 20
21
22
23
Lubuskie Zak³ady Aparatów Elektrycznych LUMEL S.A. ul. Sulechowska 1, 65-022 Zielona Góra http://www.lumel.com.pl Dzia³ Sprzeda y Krajowej Informacja techniczna: tel. (0-prefiks-68) 32 95 260, 32 95 306, 32 95 180 e-mail: sprzedaz@lumel.com.pl Przyjmowanie zamówieñ: fax (0-prefiks-68) 32 55 650 (0-prefiks-68) 32 95 361