Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Prawidłowe uziemianie sieci z transmisją szeregową

-- czwartek, 12 październik 2017

Bez właściwego uziemienia sieci z transmisją szeregową w standardzie RS-422/485 stają się wrażliwe na impulsy składowej wspólnej napięcia pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Może to zakłócić dokładny przesył danych i pomiary dokonywane przez czujniki, a nawet uszkodzić sprzęt.

Terminy „dwuprzewodowa” i „czteroprzewodowa” są często używane w dyskusjach na temat instalacji z transmisją danych w standardzie RS-422/485. Mogą być jednak mylące, ponieważ sugerują, że nie ma potrzeby instalowania dodatkowego przewodu uziemiającego. To nieprawda – bez prawidłowego uziemienia instalacje te stają się wrażliwe na impulsy składowej wspólnej napięcia pomiędzy obwodem wejściowym (nadajnikiem) a wyjściowym (odbiornikiem), wynikającego z różnicy potencjałów ich mas. Może to zakłócić dokładny przesył danych i pomiary dokonywane przez czujniki, a nawet uszkodzić sprzęt.

W instalacjach dwu- i czteroprzewodowych istnieje potrzeba ułożenia dodatkowego przewodu, podłączonego do masy sygnałowej. Bywa on często przeoczony przy zamawianiu materiałów do instalacji sieci. Istnieją zarówno kable typu skrętka dwuprzewodowa z trzecim przewodem, jak i skrętka dwuparowa z piątym przewodem. Łatwiej jest jednak po prostu zastosować kabel z dodatkową parą przewodów. Użytkownik instalacji może wtedy wykorzystać jeden lub oba dodatkowe przewody do podłączenia masy sygnałowej. System dwuprzewodowy wymaga kabla dwuparowego, natomiast czteroprzewodowy – kabla trzyparowego.

W systemach RS-422/485 może czasami zachodzić prawidłowy przesył danych bez uziemienia masy sygnałowej. Zdarza się to w sieciach, których węzły są zlokalizowane bardzo blisko siebie, zaś lokalna masa ma ten sam potencjał co w kontrolowanym środowisku laboratoryjnym. Metoda ta nie jest jednak zalecana. W przypadku bowiem znacznych odległości pomiędzy węzłami sieci i bez uziemienia masy sygnałowej przepięcia pochodzenia atmosferycznego oraz inne zakłócenia w instalacji elektrycznej mogą spowodować taki wzrost wartości składowej wspólnej napięcia pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem, że komunikacja w sieci stanie się niemożliwa – albo wystąpi poważne uszkodzenie sprzętu.

Połączenie masy sygnałowej po obu końcach kabla, przy jednoczesnym odizolowaniu jej od uziemienia, nie wystarczy, by zapobiec problemom w rozległych sieciach z transmisją danych RS-422/485, nawet przy instalacji prawidłowego uziemienia w budynku oraz ochronników przepięciowych w instalacji. Czasami użytkownicy w ogóle nie wykorzystują uziemienia albo pozostawiają masę sygnałową kabla na jednym końcu w powietrzu, bez podłączenia, myśląc, że taki układ oferuje jakieś zabezpieczenie. Inni z kolei nie przedłużają masy sygnałowej, co eliminuje odniesienie dla sygnałów w standardzie RS-485. Każda z tych dwóch opcji wydaje się działać dobrze na początku, ale nieuchronnie doprowadzi do problemów z przerwami w komunikacji oraz wzrostu potencjału, co spowoduje uszkodzenie sprzętu. Niektórzy określają ten rodzaj instalacji jako „częściowo izolowana”, ale tak naprawdę powinna się ona nazywać „nieizolowana”.

Przy zastosowaniu izolacji galwanicznej (między liniami sygnałowymi poszczególnych węzłów magistrali a lokalnymi źródłami sygnału i zasilania) użytkownik powinien połączyć masy sygnałowe pomiędzy obydwoma końcami kabla. Izolacja tego rodzaju powinna być zastosowana, gdy kable biegną na dużych odległościach. Zewnętrzna ochrona przed przepięciami wymagana jest tylko wtedy, gdy spodziewane są duże wartości udarów napięciowych spowodowanych przez wyładowania atmosferyczne. Trzeba jednak zachować ostrożność, gdyż ochronniki przepięciowe zainstalowane na obu końcach obwodu mogą stanowić ścieżkę dla przepływu prądu.

Kwestii zasilania sprzętu sieciowego nie powinno się lekceważyć. Zasilanie urządzeń znajdujących się po obu końcach obwodu z tego samego zasilacza może spowodować powstanie ścieżki dla przepływu prądu dookoła izolacji (pętli prądowej), a wówczas konieczne będzie zastosowanie sprzętu z potrójną izolacją galwaniczną. Rozszerza ona izolację na każdy port danych i zasilacz, tworząc system całkowicie izolowany.

Autor: Brian Foster jest menedżerem produktu w firmie Advantech B+B SmartWorx. 

Tekst pochodzi z nr 5/2017 magazynu "Control Engineering". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.


Przeczytaj także

Trzecia edycja konkursu „Liderzy inżynierii < 40” rozstrzygnięta
Znamy laureatów trzeciej odsłony polskiej edycji konkursu „Engineering Leaders under 40”, którego celem jest wyróżnienie specjalistów z branży produkcyjnej, którzy nie ukończyli jeszcze 40. roku... więcej »
Badanie rynku: Integracja systemów we własnym zakresie
Pięć wniosków z redakcyjnej ankiety Czterech na dziesięciu respondentów ankiety przeprowadzonej przez Control Engineering realizuje wszystkie projekty integracji systemów samodzielnie,... więcej »
Dynamiczna symulacja w projektowaniu układów sterowania
Zastosowanie wielofunkcyjnej symulacji dynamicznej jako standardu projektowego może pomóc w wizualizacji interakcji sterowania i jego wstępnej regulacji, jak również w radzeniu sobie... więcej »
Przemysł w kosmosie to kwestia czasu
Produkty z oznaczeniem „Made in Space” mogą trafić na rynek w ciągu zaledwie dekady. Przemysł w przestrzeni kosmicznej opuścił sferę marzeń i na naszych oczach staje się rzeczywistością. Stany... więcej »
Oprogramowanie i tagi SCADA
Podróż do wnętrza fabryki (część 2) Po zainstalowaniu oprogramowania do sterowania procesami technologicznymi oraz akwizycji danych (SCADA), aby w pełni wykorzystać ten system informatyczny,... więcej »
Kolejna Gazela Biznesu dla KUKA Roboter
Niedawno rozstrzygnięty został plebiscyt „Gazele Biznesu“. Wyróżnienie co roku otrzymują najprężniej rozwijające się firmy z wielu sektorów przemysłu. W zestawieniu nie mogło zabraknąć firmy KUKA –... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Technovation Forum
2018-03-14 - 2018-03-15
Miejsce: Bydgoszcz
Konferencja Pharma 4.0 2018
2018-03-14 - 2018-03-15
Miejsce: Warszawa
AUTOMATICON Międzynarodowe Targi Automatyki i Pomiarów
2018-03-20 - 2018-03-23
Miejsce: Warszawa
PRZEMYSŁ 4.0
2018-04-10 - 2018-04-10
Miejsce: Warszawa
Hannover Messe
2018-04-23 - 2018-04-27
Miejsce: Niemcy

Katalog

Turck sp. z o.o.
Turck sp. z o.o.
Wrocławska 115
45-836 Opole
tel. 77 443 48 00

zobacz wszystkie




SONDA


tak
nie
nie wiem


Wydania specjalne


Profesjonalne Tłumaczenia Techniczne
O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2018 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce