Диагностика сети RS-485 по осциллограммам

[mfsa]

Добрый день!
Есть проблемная линия, 600 м, 55 контроллеров, закрытый протокол передачи данных, проложена по всем правилам, отдельно от силы, без длинных расплетений витой пары, правильным недешевым проводом КИПвЭВ 1,5х2х0,78.

Если отсоединить линию от мастера и замерить напряжение между А и B, то будет 0.15 В. Получается, что попадаем в неопределенное состояние (т.к. < 0.3 В). Подскажите, правильно ли я интерпретирую п.4 отсюда http://controleng.ru/promy-shlenny-e-se ... kh-rs-485/ и является ли это проблемой? И если да, то как подкорректировать это напряжение, чтобы было > 0.3 В?

P.S. Монтаж линии выполнен правильно и многократно проверен, все провода заведены на правильные клеммы контроллеров, нигде не перепутано.

[+] Осциллограммы

Наиболее часто форма сигналов такая:


Иногда проскакивает что-то из этого, но редко:

[alex45]

Может просто уменьшить скорость передачи?

[mfsa]

alex45, к сожалению не могу - большинство контроллеров поддерживают скорость только 19200.

[Никита]

Интерпретируете правильно, но "это не баг, это фича". Вы же отключаете мастера от шины, запросов по шине нет, значит нет и ответов. Тристабильное состояние в Вашей ссылке касается передатчиков, приемники напряжение не формируют. Т.е. напряжения и не должно быть, все устройства на шине ждут, когда оно появится.

Проблема то в чем, почему возник вопрос?

[alex45]

Думается мне, для 600 метров 19200 слишком много. Надо повторители ставить.
А что за контроллеры?

[mfsa]

Никита, есть проблема с линиями связи: долго обнаруживается весь список контроллеров (4-8 часов надо ждать), обновление переменных тоже идет не шустро и не стабильно, иногда "отваливаются" контроллеры. Иногда сколько не жди - всё равно некоторые не видны.

А если подключен мастер, опрашивающий их, в моменты когда он не опрашивает и не получает ответов - должно быть как раз тристабильное состояние на линии, или нет? Дело в том, что у меня есть осциллограммы, где в такие моменты напряжение между A и B < 0.3 V. Как только начинается передача - разность напряжений всегда не меньше 1 В, а обычно больше даже.

[mfsa]

alex45, повторитель в середину линии уже ставили (MOXA), стало немного лучше, но в целом всё равно плохо.

[mfsa]

alex45, это Carel PJ Easy

[rwg]

Есть проблемная линия, 600 м, 55 контроллеров, закрытый протокол передачи данных, проложена по всем правилам, отдельно от силы, без длинных расплетений витой пары, правильным недешевым проводом КИПвЭВ 1,5х2х0,78.

Если отсоединить линию от мастера и замерить напряжение между А и B, то будет 0.15 В. Получается, что попадаем в неопределенное состояние (т.к. < 0.3 В). Подскажите, правильно ли я интерпретирую п.4 отсюда http://controleng.ru/promy-shlenny-e-se ... kh-rs-485/ и является ли это проблемой? И если да, то как подкорректировать это напряжение, чтобы было > 0.3 В?

P.S. Монтаж линии выполнен правильно и многократно проверен, все провода заведены на правильные клеммы контроллеров, нигде не перепутано.

Не хватает информации по наличию терминаторов на концах линии и резисторов разтяжки на 0-5В.

56_RS485_en.png

[Никита]

Состояние должно быть, но не долго. Это как раз пауза между окончанием работы передатчика и чьей-то следующей посылкой. Плюс-минус время на само переключение электроники, но оно на пару порядков меньше.

Запутался я тут чего-то, невозможно нормально на форуме на работе сидеть. Состояние ключей в этот момент - оба закрыты. А состояние линии - на самом деле от микросхем зависит. По уму не должно, как раз на время переключения ключей неопределенность может возникать. Т.е. ключи то оба закрыты, но сопротивление внутренней растяжки достаточно велико для возникновения неопределенности (электричество экономят). И борются с неопределенностью этой кто как может, в том числе и растяжками внешними.

Но: в эти моменты шина практически висит в воздухе, сопротивление соизмеримо со входным осциллографа, верить показаниям все равно нельзя.
Вы как осциллограммы снимали, у Вас там два канала - A и В, корпусной куда подключен? Приемники то по разности между проводами работают.
Ну а вообще - 4..8 часов поиска устройств для 600м - это уже даже не смешно. Это не проблема, это неработособность. И чего-то мне сдается, что не в линии дело.
Есть возможность поотключать устройства и оставить только пару мастер-слейв на концах линии?

[mfsa]

rwg, пробовал ставить резистор 120 Ом между A и B только в конец, а также в начало и конец линии. И пробовал совсем его убрать. Также пробовал ставить резисторы 400-600 Ом только в конец линии. Разницы не почувствовал. Резисторов растяжки не ставил. А как определить когда они нужны и какой номинал?

Никита, на первый канал осциллографа подключены провода GND и A, на второй - GND и B.
Пробовал отключать от линии ближнюю и дальнюю половину контроллеров. Чем меньше контроллеров сидит на линии - тем лучше работает, от удаленности вроде бы не зависит.

[Никита]

Растяжка как раз и нужна для того, чтобы зафиксировать напряжение. Без растяжки в эти моменты гальванической связи можно считать что нет, и приемники ловят все помехи из эфира.
В педивикии упоминается про то, что особо "умные" микросхемы имеют не 200, а 10мВ гистерезиса. Но опять же, схемотехника входных цепей ни мне ни Вам, скорее всего, не известна.

Я вот все на осциллограммы пялюсь и не могу понять, как их интерпретировать. На самой первой у Вас A=0.8, B=1.2, разница получается минус 400мВ. Это на грани. Или вранье из-за отсутствия нормальной связи между GND и шиной (такое бывает, попадалось четкое указание что клемма GND только для соединения экранов и с A и В не связана).
А с резисторами 120Ом осциллограммы не снимали?

[rwg]

Скорость 19200 - примерно пограничная, на больших скоростях терминаторы помогают, на меньших- по разному, даже могут вредить. Поэтому Вы разницу не увидели. Резисторы растяжки ставятся чтобы обеспечить желаемые Вами 0,3В в паузах, когда все передатчики отключены. Они рассчитывются по закону Ома, чтобы на терминаторе(ах) при отключенных передатчиках падало не менее 0,3В (можно взять напряжение и побольше, с запасом). Или скопировать номиналы со схемы вверху.
Мне осталось непонятно, откуда у Вас появились 0,15В и в каком режиме - с терминаторами или без. Если с терминатором, то им неоткуда взяться, если без терминаторов - тоже. Хотя бывают микросхемы драйверов RS485 со встроенной растяжкой, может быть у Вас где о такая стоит.

[Никита]

Резисторы растяжки ставятся чтобы обеспечить желаемые Вами 0,3В в паузах, когда все передатчики отключены. Они рассчитывются по закону Ома, чтобы на терминаторе(ах) при отключенных передатчиках падало не менее 0,3В

В данном случае наоборот. В выложенной схеме R=4.7+0.12+4.7=9.52к, I=5/9.52=0,53мА, тогда на терминаторе 0,52*0,12=0,063В, а на паре терминаторов - вдвое меньше. 560 Ом было типовое, тогда и напряжение на терминаторе на порядок больше, а это уже кое-что.
0,15 появилось на ногах АЦП вольтметра из воздуха, если мастер отключен был :)

[Ryzhij]

Заявленные в инструкции аж 207 устройств на линии в 1 км кажутся мне малонаучной фантастикой.
Обычно передатчик мастера может протащить 20-30 приёмников.
В то же время скорость 19200 Бод на такой длине при приличном кабеле и согласовании отнюдь не предел. И 56 кБод работает на 900 метров p2p /точка-точка/ ;)
Я бы разбил линию на три сегмента и каждый соединил с мастером через повторитель.
В системах с использованием аппаратуры одного и того же производителя внешние резисторы защитного смещения (оттяжки) часто не обязательны, т.к. уже находятся внутри схем, но с ними легко найти битый приёмник слейва.
http://masters.donntu.org/2004/fema/kov ... /art7.html - вручную прокрутите до 4-го раздела
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/interfac ... /power.htm

[Jackson]

есть проблема с линиями связи: долго обнаруживается весь список контроллеров (4-8 часов надо ждать), обновление переменных тоже идет не шустро и не стабильно, иногда "отваливаются" контроллеры. Иногда сколько не жди - всё равно некоторые не видны.

Ответ уже дали:

для 600 метров 19200 слишком много. Надо повторители ставить.

[Никита]

Повторители надо, но дело не в длине, а в количестве устройств. Не в стандарте ли прописано про максимум 32 девайса на сегмент без повторителей... Проблемы с длиной увидели бы на осциллограммах.
В общем, при наличии мастера линия ведет себя вроде как прилично. А вот тока у передатчика на 55 контроллеров может и не хватить.

[Looker]

Скорость 19200, длина 800...900 метров, кабель BELDEN 9842, по цеху примерно 270 градусов огибания вокруг электродуговой печи в 300 МВт, 6 абонентов, согласование 120 Ом с обоих сторон (включены встроенные резисторы), протокол DH-485 (очень критичный на время ответа абонента), подключение А, B и общий, заземление экрана в одной точке - никаких проблем.
По количеству абонентов на одном сегменте, мне попадалось: "Наши устройства создают нагрузку в 1/4", намек, что устройств может быть 32х4.

[mfsa]

Никита, rwg, на момент снятия осциллограмм терминирующий резистор был только в конце линии 120 Ом. Получается там уже стоит встроенная растяжка линий? Всё оборудование одного производителя.

Ryzhij, спасибо за ссылку, очень толково о растяжке.

TEB, я уже писал, повторитель ставили и он дал небольшой эффект.

Кстати, по поводу кол-ва устройств - в документации на микросхему rs485 которая в контроллерах (большинстве) было указано, что она создает нагрузку не 1 а 1/8 на линию. К сожалению не найду название микросхемы которая сейчас используется, но от этого же производителя сетевые карты раньше имели микросхему LTC1535ISW. Далее стали ставить другую.

[Никита]

встроенная растяжка линий похоже что есть, и судя по разнице в 0,4В вполне приличная. Вообще бы оплетку щупа на один канал, а сам щуп на другой посадить, понятней бы было. Или, хотя бы, флюк в режим разности перевести, если он умеет.
Что же до микросхем - тут бабушка надвое сказала. С одной стороны да, входное растет, приемники меньше сажают линию. С другой - даже у упомянутой Вами микросхемы входное от 50к до 100к с номиналом 68к против типичных для стандарта 12к, но и схема ограничения у нее зажата в 100мА (60..150) против типичных 250. Так что одно вполне может компенсировать другое если взять худшие вариации. Вся суть - снижение потребления + ухудшение помехозащищенности + маркетинг.

Куда ставили повторитель, географически и топологически? Один? Что изменилось? Между количеством устройств и качеством работы корреляция есть?

[Ryzhij]

Вся суть - снижение потребления + ухудшение помехозащищенности + маркетинг.

[mfsa]

Никита, повторитель ставили приблизительно в середину линии (по метражу и по кол-ву контроллеров). Чем меньше контроллеров сидит на линии - тем лучше работает, от удаленности самих контроллеров вроде бы не зависит.

Всё таки непонятно, почему именно 0.15 В при линии отключенной от мастера. Поскольку мы пришли к выводу, что растяжка встроенная есть, должно ведь быть больше 0.3 В в таком случае. А вот если мастер подсоединить и начать опрашивать - даже 0.4 В есть. И непохоже, что дело в близких сопротивлениях осциллографа и приемопередатчика контроллера, т.к. входное сопротивление осциллографа 1 МОм, с учетом щупа 1:10 это будет 10 МОм, а у приемопередатчика сопротивление в 10-ки кОм я так понимаю.

[Ryzhij]

... с учетом щупа 1:10 это будет 10 МОм

Это прямо на делителе написано, или Вы так решили? ;)

[Никита]

Всё таки непонятно, почему именно 0.15 В при линии отключенной от мастера. Поскольку мы пришли к выводу, что растяжка встроенная есть, должно ведь быть больше 0.3 В в таком случае.

А схемотехника у мастера и слейвов одинаковая? Тогда и правда непонятно.

[Ryzhij]

Разница только в том, что к цепочке из приемников и передатчиков в Z-состоянии слейвов подключен обычно активный передатчик мастера и его же приемник.
То есть, разница в состоянии передатчиков.
При отключении мастера от шины активных передатчиков нет. Такое же состояние на шине при ожидании мастером ответа от слейва после отправки мастером запроса.