Диагностика сети RS-485

[igor22]

Здравствуйте!
Уважаемые профессионалы, подскажите новичку.
Проложена сеть RS-485 (600-800м приблизительно). Протокол ModBus RTU. Преобразователь USB/RS-485. Скорость 9600. На концах линии стоят терминаторы 120 Ом. Есть скрученные разрывы витой пары, штук 5-6.
В сети 14 приборов, идет опрос половины приборов, по остальным ошибка таймаута и недостоверность данных при использовании встроенного ОРС сервера в SCADA (обновление происходит раз в 2 минуты).
При использовании OPC сервера все контроллеры опрашиваются нормально, однако эти данные могут браться из какого-нибудь буфера ОРС и так же могут быть недостоверны.

С чего начать диагностику сети и как можно определить помеха это или плохое согласование, OPC сервер или что-то еще?

[Ryzhij]

Начните с кабеля.
Убедитесь в том, что используемый Вами кабель соответствует спецификации RS485.
Измерьте сопротивление линии. Возьмите калькулятор, проверьте расчётами замеры и убедитесь с качестве сросток и кабеля.
Не забудьте проверить сопротивление изоляции и замыкания на "землю".
Проверьте качество заземления и выравнивания потенциалов, особенно если у Вас нет гальванической развязки на портах каких-либо устройств.
Возьмите комп с установленной программой МодбасПул и с помощью неё опросите все устройства. Если "молчуны" собрались где-то на одном сегменте кабеля, то возможно произошла переполюсовка.
Рассогласование видно осциллографом по дроблению фронтов импульсов.
Удачи!

[igor22]

1. Кабель использую UTP Cat5, не экранированный.
2. Сопротивление линии я измерю, а вот на счет расчетов поподробнее можете написать что вычислить и что проверить?
3. Выравнивания потенциалов в сети нет, так как использую преобразователи TTL\ RS-485 для каждого отдельного устройства где отсутствует клемма GND и в руководстве на эти приборы по поводу организации сети сказано:
• Не заземляйте экран.
• Не подключайте разъем “Gnd (ground)”.(имеется ввиду к разъему прибора)
4. Не совсем понял про дробление импульсов. Как именно видно рассогласование?

[Alex question]

Мне кажется что для модбаса данный кабель не совсем подходит, т.к. нужен кабель с волновым сопротивлением 120 ом (и терминатор соответствующий равный волновому сопротивлению линии), а у вас 100 омный. Но если половина устройств на линии отвечает значит по параметрам влазит более или менее.

Дробление импульсов это значит что у вас передний фронт будет не близким к идеальным, а с шумами типа. Сложно словами объяснить. Короче на переднем фронте видно будет расколбас сигнала.

А вообще я бы временно отключил от линии те устройства что отвечают на начал бы оставшиеся по одному опрашивать. Сел бы на линию какой нить моксой и смотрел есть ли запрос и что идет в ответ. и пытался бы добиться работоспособности по очереди для каждой железки.

[rwg]

Случайно нет чередования, когда нечётные отвечают, а чётные нет? Если есть, то это не настроен таймаут между получением ответа и следующим запросом, slave не успевают подготовиться к приёму запроса.

[Ryzhij]

Ну-у-у, началось...
У кабеля UTP Cat5 волновое сопротивление не 120, а 100 Ом. И если уж Вы решили его "приколхозить", то и нагрузочные резисторы ставьте на концах такие же - по 100 Ом.

Расчёт должен подтвердить исправность линии или указать на места плохого контакта. Берёте справочник и по марке кабеля смотрите погонное сопротивление жилы. Можете прикинуть сами по сечению и материалу (медь).

Про экран я ничего не говорил. Я говорил про опасность паразитных токов уравнивания потенциалов по сигнальному кабелю.
Короче, убедитесь, что между кабелем шины и отключенным от него портом устройства нет потенциала более 3 VAC. Все остальные устройства шины должны быть при этом подключены к шине.

Фронты и спады импульса представляете? Так вот, если увидите, что один импульс раскрошился на несколько - согласования нет.

[rwg]

https://ru.wikipedia.org/wiki/RS-485 :
На практике номинал терминатора может выбираться и бóльшего номинала, чем волновое сопротивление кабеля, поскольку омическое сопротивление того же кабеля может оказаться настолько велико, что амплитуда сигнала на приёмной стороне окажется слишком мала для устойчивого приёма. В этом случае ищут компромисс между резонансными и амплитудными искажениями сигнала, уменьшая скорость интерфейса и увеличивая номинал терминатора. На скоростях 9600 бит/с и ниже волновые, резонансные явления в масштабах, способных ухудшить качество связи, не проявляются, и вопроса согласовании линии не возникает. Даже более того, при низких скоростях передачи (менее 9600 бит/с) терминальный резистор не улучшает, а ухудшает надежность передачи.

[Ryzhij]

Не надо путать импеданс, омическое и волновое сопротивление линии, хорошо?
В статье на википедии исхитряются оперировать с разными по физической природе величинами.

[igor22]

Случайно нет чередования, когда нечётные отвечают, а чётные нет? Если есть, то это не настроен таймаут между получением ответа и следующим запросом, slave не успевают подготовиться к приёму запроса.

Кстати, как раз чередование некое я наблюдаю, приборы опрашиваются через один не четко конечно , но практически через один - два.

[igor22]

Вообщем на данный момент проделал следующие действия:
1.Отключил устройство от порта RS-485. Измерил напряжение, показания довольно непонятные, показывает то 0 то 1, вообщем решил что это меньше 3 VAC и успокоился на этом.
2.Отключил все устройства которые благополучно отвечали мне по ModBus и оставил ту половину, которая плохо опрашивалась. Опрос прошел удачно, все "капризные" приборы нормально отвечали на запросы, переменные имели признак достоверности.
3.Сопротивление кабеля мереть не стал, т.к. длину общей сети точно не знаю, могу только догадываться, плюс минус 200 метров.

Когда все приборы на линии, опрашиваются они через одного.
Если имеет место ошибка по таймауту, то :
Увеличивал таймаут ответа slave устройства, но это ничего не дало. Обмен происходил в том же духе, только медленнее.

[igor22]

PS:
1. Напряжение мерил между линией RS-485 и отключенным портом RS-485.

[Ryzhij]

Если имеет место ошибка по таймауту, то :
Увеличивал таймаут ответа slave устройства, но это ничего не дало. Обмен происходил в том же духе, только медленнее.

Тут надо по-играться с таймаутом мастера.
Мастер за слэйвами успевает, а вот слейвы за ним, возможно, нет.

[igor22]

Какой бы таймаут я не ставил, все равно не получается добиться нормально стабильности ответов.
Может дело не только в таймауте?

[rwg]

Увеличивал таймаут ответа slave устройства, но это ничего не дало. Обмен происходил в том же духе, только медленнее.

Нужно увеличить таймаут между запросами мастера. Когда однажды не нашёл такой настройки, вставил через один запросы к несуществующим slave. Все существующие начали отвечать без сбоев.

[VaBo]

Какой бы таймаут я не ставил, все равно не получается добиться нормально стабильности ответов.
Может дело не только в таймауте?

Дулирования адресов-то точно нет?
И еще, вы используете CAT-5E. Пару раз сталкивался с тем, что подобные кабели изготовлены из железа с омедненными жилами. Погонное сопротивление у такого кабеля раза в три выше, чем у медного. При вашей длине может сильно повлиять.

[igor22]

Дублирования адресов-то точно нет?

Нет, адреса нигде не дублируются.

Нужно увеличить таймаут между запросами мастера. Когда однажды не нашёл такой настройки, вставил через один запросы к несуществующим slave. Все существующие начали отвечать без сбоев.

В настройках порта есть параметр "Tаймаут". Но это я так понимаю время ожидания ответа от slave. Еще есть такие настройки:
-Задержка (в мс) между тарнзакциями.
-Задержка (в мс) начала передачи данных после включения передатчика.

Какая из этих них увеличивает таймаут м\у запросами?

[rwg]

Похоже "Задержка (в мс) между транзакциями".

[igor22]

Похоже "Задержка (в мс) между транзакциями".

И какой ее установить?

[rwg]

И какой ее установить?

Для устройств, соответствующих стандарту Modbus, 3 мсек, для ТРМов Овена может хватить 5 -10 мсек, для неизвестно каких может не хватить и 100 мсек.

[igor22]

Установил следующие настройки:
Таймаут ответа 600 мс
Задержка между транзакциями 9мс
Пака полет нормальный, какой и нужен был.
Нашел в интернете такую статейку для диагностики сети RS-485, там сказано:

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.

Как я понимаю "Узел" в данной статье это некий прибор. Для проверки согласования нужно этот узел отключить от сети 485 и обесточить.
Задам вопрос дурацкий, прошу не кидаться камнями: "отключить его от сети и обесточить"
Имеется ввиду обесточить - отключить от питания, отключить от сети - отключить от линии RS485, верно?
Тогда зачем обесточивать если мы итак отключаем от сети измеряем сопротивление м\у А и В ?

[rwg]

При включенном питании между линиями АиВ прибора может быть напряжение, которое не даст Вам измерить его входное сопротивление.

[igor22]

При включенном питании между линиями АиВ прибора может быть напряжение, которое не даст Вам измерить его входное сопротивление.

Я понимаю что при включенном питании между A и В прибора может быть напряжение, вот только я думал что меряем мы сопротивление между А и В на линии, а не входное сопротивление прибора. Вот и не понимал зачем прибор отключать от питания, мы же его из сеты убрали.

[Ryzhij]

Нашел в интернете такую статейку для диагностики сети RS-485, там сказано:

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.

Фееричный бред.

Как я понимаю "Узел" в данной статье это некий прибор. Для проверки согласования нужно этот узел отключить от сети 485 и обесточить.
Задам вопрос дурацкий, прошу не кидаться камнями: "отключить его от сети и обесточить"
Имеется ввиду обесточить - отключить от питания, отключить от сети - отключить от линии RS485, верно?
Тогда зачем обесточивать если мы итак отключаем от сети измеряем сопротивление м\у А и В ?

Кроме резисторов согласования стандарт RS485 предусматривает резисторы смещения, именно их питание и надо отключать.

[rwg]

Я понимаю что при включенном питании между A и В прибора может быть напряжение, вот только я думал что меряем мы сопротивление между А и В на линии, а не входное сопротивление прибора. Вот и не понимал зачем прибор отключать от питания, мы же его из сеты убрали.

Вы нашли проверку наличия терминатора внутри прибора. Терминаторы должны быть только на концах линии, то есть у 2 оконечных приборов или рядом с ними.

[Ryzhij]

Вы нашли проверку наличия терминатора внутри прибора.

Если только это имелось ввиду... Тогда в этом есть смысл...