Общее описание модулей искробезопасного ввода/вывода

 

Искробезопасность – метод обеспечения достаточно низкого уровня электроэнергии, подаваемой на электрические цепи в опасной зоне, чтобы предотвратить воспламенение летучих газов искрой или какими-либо тепловыми устройствами. В таких цепях используют устройства с ограничением подачи энергии – барьеры искробезопасности.

Между периферийными устройствами ввода-вывода и шиной Quantum обеспечивается гальваническая изоляция в виде оптопар и преобразователей постоянного тока. Преобразователи постоянного тока обеспечивают безопасный уровень напряжения на периферийных устройствах, расположенных в опасной зоне. В местах установки этих модулей не требуется дополнительного питания для полевых датчиков.

Искробезопасные модули Quantum устанавливаются в стандартную корзину Quantum в любое установочное место.

 

Таблица 11 Спецификации

Число каналов	8
Светодиоды	Activе F 1…8 (красный) – выход соответствующего канала из диапазона измерения (включая состояния обрыва кабеля и короткого замыкания).

Требования к интерфейсным связям МПСА

RS-232 (Recommended Standard) — стандарт последовательной асинхронной передачи двоичных данных между терминалом (Data Terminal Equipment, DTE) и коммуникационным устройством (Data Communications Equipment, DCE).

Характеристики

RS-232 — интерфейс передачи информации между двумя устройствами (только 2 узла) на расстоянии до 15 метров. Информация передается по проводам цифровым сигналом с двумя уровнями напряжения. Логическому "0" соответствует положительное напряжение (от +5 до +15 В для передатчика), а логической "1" отрицательное (от -5 до -15 В для передатчика). Асинхронная передача данных осуществляется с фиксированной скоростью.

Принцип работы

Передающая сторона по очереди выдает в линию «0» и «1», а принимающая отслеживает их и запоминает. Данные передаются пакетами по одному байту (обычно 8 бит). Вначале передаётся стартовый бит, противоположной полярности состоянию незанятой линии, после чего передаётся непосредственно кадр полезной информации, от 5 до 8 бит.

Увидев стартовый бит, приемник выжидает интервал T1 и считывает первый бит, потом через интервалы T2 считывает остальные информационные биты. Последний бит — стоповый бит (состояние незанятой линии), говорящий о том, что передача завершена. Возможно 1, 1,5 или 2 стоповых бита.

В конце байта, перед стоп битом, может передаваться бит чётности (parity bit) для контроля качества передачи. Он позволяет выявить ошибку в нечетное число бит (используется, так как наиболее вероятна ошибка в 1 бит).

Расстояния передачи

Длина кабеля влияет на максимальную скорость передачи информации. Более длинный кабель имеет большую емкость и соответственно для обеспечения надежной передачи более низкую скорость.

Таблица 12

Скорость [бод]	Макс. длина [футы]	Макс. длина [метры]
19 200	50	15
9 600	500	150
4 800	1000	300
2 400	3000	900

 

Контроль четности

При передаче по последовательному каналу контроль четности может быть использован для обнаружения ошибок при передаче данных. При использовании контроля четности посылаются сообщения подсчитывающие число единиц в группе бит данных. В зависимости от результата устанавливается бит четности. Приемное устройство также подсчитывает число единиц и затем сверяет бит четности.

Для обеспечения контроля четности компьютер и устройство должны одинаково производить подсчет бита четности. То есть, определиться устанавливать бит при четном (even) или нечетном (odd) числе единиц. При контроле на четность биты данных и бит четности всегда должны содержать четное число единиц. В противоположном случае соответствует для контроля на нечетность.

Рисунок 18 Показана передача символов "0" "1" без паритета, с одним стоповым битом

На рисунке 18 хорошо видно, что стоповый бит разделяет два переданных символа. При необходимости можно увеличить этот интервал до 2 стоповых битов, если конечное устройство не успевает разделять символы.

Рисунок 19 Показана передача символов "0" "1" с проверкой на четность (EVEN), с одним стоповым битом

RS-485 — стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса. Регламентирует электрические параметры полудуплексной многоточечной дифференциальной линии связи типа «общая шина».

Стандарт приобрел большую популярность и стал основой для создания целого семейства промышленных сетей.

Характеристики

Таблица 13

Физическая среда	Витая пара
Максимальное количество устройств	32 - 256 устройств (32 нагруженных)
Максимальное расстояние	1200 метров
Максимальная скорость передачи	10 Мбит/с
Напряжение	-5 В до +5 В
(1)	Положительное напряжение (A-B > +200 мВ)
(0)	Отрицательное напряжение (A-B < -200 мВ)