Преобразователь USB-RS485

При решении задач автоматизации производства для обеспечения связи персонального компьютера с периферийными устройствами автоматики (например, станки с ЧПУ, управляемые силовые установки, датчики температуры, системы пожарно-охранной сигнализации), как правило, применяется промышленный интерфейс RS-485. Однако современные персональные компьютеры в стандартной комплектации не имеют такого интерфейса в своём составе. В то же время интерфейс USB является одним из самых распространённых компьютерных интерфейсов и входит в состав практически всех современных моделей компьютеров. Преобразователь USB-RS485 (далее устройство) предназначен для преобразования сигналов интерфейса USB в сигналы двухпроводного магистрального интерфейса RS-485 с гальванической изоляцией до 3КВ, что делает возможным применение данного устройства в тех областях промышленности, где предъявляются более жесткие требования к оборудованию (нефте- и газо- добывающая промышленность, энергетика). Использование в преобразователе элементной базы фирмы Analog Devices позволяет обеспечить совместимость с оборудованием для построения сетей стандартов MODBUS и PROFIBUS. Использование в преобразователе высокоинтегрированного мостового контроллера USB-UART CP2103, производства Silicon Laboratories, позволяет использовать преобразователь, как по классической схеме подключения к компьютеру (путем создания виртуального COM-порта) так и путем непосредственного обращения к шине USB, что позволяет увеличить скорость обмена данными между компьютером и преобразователем до 1Мбит/сек. Пример подключения компьютера к промышленной сети приведён на рисунке.

2. Технические характеристики преобразователя.

· Обеспечивает поддержку интерфейсов USB1.1 и 2.0;

· Обеспечивает поддержку стандарта Plug and Play;

· Обеспечивает настройку всех параметров COM порта, включая номер.

· Напряжение изоляции до 3000В;

· Защита линий RS-485 от внешних электрических воздействий;

· Скорость обмена по интерфейсу RS-485 от 300 бит/сек до 20 Мбит/сек;

· Настраиваемый тайм-аут по приему данных;

· Напряжение питания 5В ±5% от порта USB;

· Потребляемый ток - не более 100 мА;

· Диапазон рабочих температур: -40..+85 °С;

· Длина линии связи с внешним устройством: до 1200 м;

· Количество подключаемых устройств на линию: до 256;

· Монтаж на DIN рейку.

3. Обзор рынка

Наиболее известным производителем данного оборудования является компания MOXA, которая специализируется на разработке и производстве телекоммуникационных решений промышленного стандарта. В линейку продукции MOXA входят мультипортовые платы последовательного интерфейса, преобразователи RS-232/422/485 в Ethernet, медиаконвертеры, коммутаторы Industrial Ethernet, оборудование беспроводной связи Wi-Fi, GSM/GPRS-модемы, коммуникационные контроллеры, встраиваемые компьютеры, системы сбора данных – всего более 200 различных продуктов. Учитывая современные тенденции к использованию открытых систем, особый акцент делается на системы связи по сетям Ethernet. С

4. Дальнейшее развитие направления

Разработка преобразователей последовательных интерфейсов RS-232/422/485 в Ethernet, позволяющих организовать работу последовательных устройств по сети стандарта Ethernet TCP/IP.

Разработка преобразователей интерфейсов в оптоволоконную линию, позволяющих передать данные RS-232/422/485 на расстояние до 20 км с защитой каналов связи от электромагнитных помех. Возможно оптоволоконное соединение не только по топологии «точка-точка», но и построение многоточечных оптоволоконных систем.

Разработка медиаконвертеров, осуществляющих преобразование интерфейсов «витая пара – волоконный оптический кабель» для сетей Gigabit Ethernet 1000BASE-T и 1000BASE-LX.