РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ №1

преподавателя

Профессия Электромонтер охранно-пожарной сигнализации

Предмет Спецтехнология

Тема Виды связи в ИСО «Орион»

РАЗРАБОТАНО

Преподаватель

___________

«__»________ 20___ г.

2

СОДЕРЖАНИЕ

1 Пояснительная записка……………………………………………………..3

2 Термины, определения и используемые сокращения…………………….4

3 Введение……………………………………………………………………..5

4 Интерфейс RS-232…………………………………………………………..6

5 Интерфейс RS 485…………………………………………………………..7

6 ДПЛС……………………………………………………………………….10

7 Охрана труда и ТБ при работе с электронным оборудованием………..11

8 Тестовые задания…………………………………………………………..12

9 Подведение итогов работы………………………………………………..14

Список рекомендуемой литературы………………………………………..15

3

1 Пояснительная записка

Настоящая «Рабочая тетрадь» разработана по предмету «Спецтехноло-

гия» по профессии «Электромонтер охранно-пожарной сигнализации» для обу-

чения рабочих кадров ООО «….» с целью получения теоретических знаний в

области систем охранной и пожарной безопасности, навыков для эксплуатации

и технического обслуживания каналов связи у слушателей института.

Содержание рабочей тетради обеспечивает:

– формирование профессиональных и общих компетенций;

– возможность реализации полученный знаний и навыков при эксплуата-

ции оборудования систем охранной и пожарной безопасности на объектах;

– межпредметную связь с охраной труда и промышленной безопасностью.

Рабочая тетрадь включает в себя теоретические основы передачи инфор-

мации в системах безопасности, вопросы охраны труда и технике безопасности

при работе с низковольтным электронным оборудованием, а также контрольные

задания для проверки уровня усвоения знаний по темам:

– интерфейс RS-232;

– интерфейс RS-485;

– ДПЛС;

– охрана труда при работе с электронным оборудованием.

4

2 Термины, определения и используемые сокращения

В Рабочей тетради принимаются следующие основные понятия с соответ-

ствующими определениями:

Интерфейс RS-232: Последовательный асинхронный дуплексный интер-

фейс передачи данных между двумя устройствами на расстоянии до 15 метров.

Используется три провода: «приём», «передача» и «земля»;

Интерфейс RS-485 – последовательный асинхронный полудуплексный

интерфейс, в основе которого лежит принцип дифференциальной (балансной)

передачи данных. Для передачи и приёма данных используется одна пара про-

водов, сопровождаемая общим проводом, объединяющим «0В» приборов.

Используемые сокращения:

ИСО

– интегрированная система охраны

АРМ

– автоматизированное рабочее место

ДПЛС – двухпроводная линия связи

АУ

– адресное устройство

ПКУ

– пульт контроля и управления

Фрейм – пакет данных определенной формы

5

3 Введение

В Рабочей тетради представлены теоретические основы передачи инфор-

мации в системах безопасности, а также контрольные задания для выявления

уровня знаний слушателей по предмету, варианты ответов с количеством баллов

и критерии оценивания.

В качестве основных методов работы с тетрадью используется работа

слушателей по изучению теоретического материала и выполнение заданий,

представленных в форме тестов.

6

4 Интерфейс RS-232

4.1. В системе «Орион» интерфейс RS-232 используется для подключения

пульта контроля и управления «С2000»/«С2000М» к СОМ-порту компьютера с

установленным на нём АРМ «Орион»/«Орион Про».

RS-232 имеет следующие ограничения: максимальная длина – 15 м и

соединение только типа «точка-точка», т.е. непосредственно подключить

несколько пультов к одному СОМ порту нельзя.

В простейшем случае к компьютеру подключается только один пульт.

Недостатком такой схемы является отсутствие гальванической изоля-

ции между приборами и компьютером.

Для обеспечения гальванической изоляции между компьютером и

пультом используются преобразователи-повторители интерфейсов «С2000

ПИ».

С его помощью можно подключить несколько пультов к одному СОМ-

порту компьютера. Один преобразователь подключается к СОМ-порту компью-

тера, остальные - к пультам контроля и управления «С2000»/«С2000М» по ин-

терфейсу RS-232. Объединяются между собой преобразователи по интерфейсу

RS-485.

Для работы по интерфейсу RS-232 каждому пульту задается уникальный

сетевой адрес и устанавливается режим «Компьютер».

7

4.2. В АРМ «Орион» к одному СОМ порту подключаются до 127

устройств. В такой системе все приборы и пульты имеют сетевые адреса от 1

до 127. Адреса приборов, подключенных к разным пультам, не должны пересе-

каться.

В АРМ «Орион Про» к каждому COM-порту подключаются либо до 127

приборов (приборы подключаются через преобразователи интерфейсов «ПИ-

ГР», «С2000-ПИ» или «C2000 USB»), либо до 127 пультов «С2000» или

«С2000М». К каждому пульту при этом подключаются до 127 приборов. При

организации системы по второму варианту компьютер опрашивает не приборы,

а пульты. Пульты, в свою очередь, опрашивают подключённые к ним приборы.

Каждому пульту задаётся сетевой адрес (от 1 до 127). Адресация приборов в

системе имеет 3 уровня (номер COM-порта, адрес пульта, адрес прибора),

поэтому адреса приборов, подключённых к разным пультам, могут пересекать-

ся, как и адреса пультов, подключённых к разным COM-портам компьютера.

Максимальное количество устройств, подключаемых к одному компьютеру с

АРМ «Орион Про», составляет 16 129.

5 Интерфейс RS-485

5.1. Интерфейс RS-485 предполагает использование соединения между

приборами типа «шина».

Все приборы соединяются по интерфейсу одной парой проводов (линии A

и B). Линия связи согласуется с двух концов оконечными резисторами.

Максимально дальность линии RS-485 определяется:

– характеристиками кабеля;

– электромагнитной обстановкой на объекте эксплуатации.

8

Длина линии RS-485:

– при использовании кабеля сечением 0,2 кв. мм - не более 1200 м;

– при сечении 0,5 кв. мм - не более 3000 м.

Интерфейс RS-485 использует балансную (дифференциальную) схему

передачи сигнала. Это означает, что уровни напряжений на сигнальных цепях А

и В меняются в противофазе.

Передатчик должен обеспечивать уровень сигнала 1,5В при максимальной

нагрузке и не более 6В на холостом ходу. Уровни напряжений измеряют диффе-

ренциально, один сигнальный провод относительно другого.

Для прокладки интерфейса RS-485 используется кабель типа «витая

пара» для уменьшения восприимчивости линии к электромагнитным помехам,

а также уменьшения уровня излучаемых помех. Для подключения приборов к

интерфейсу RS-485 контакты «А» и «В» приборов подключаются соответствен-

но к линиям A и B интерфейса.

Для согласования линии интерфейса RS-485 в ИСО «Орион» используют-

ся резисторы сопротивлением 620 Ом, которые устанавливаются на первом и

последнем приборах в линии.

Приборы имеют встроенное согласующее сопротивление, которое может

быть включено в линию установкой перемычки («джампера») на плате.

Перемычки нужно снять на всех приборах, кроме первого и последнего в

линии RS-485.

В преобразователях-повторителях «С2000-ПИ» согласующее сопротивле-

ние для каждого (изолированного и неизолированного) выхода RS-485 включа-

ется переключателями.

Пульт «С2000М» («С2000») может быть установлен в любом месте линии

RS-485. Если он является первым или последним прибором в линии, между

клеммами «А» и «В» устанавливается согласующий резистор 620 Ом.

5.2. Для увеличения длины линии связи используются преобразователи-

повторители интерфейсов «С2000 ПИ» с автоматическим переключением

направления передачи.

9

Преобразователь-повторитель интерфейсов с гальванической изоляцией

«С2000-ПИ» позволяет увеличить длину линии до 1500м, обеспечивая гальва-

ническую изоляцию между сегментами линии и автоматически отключение ко-

роткозамкнутых сегментов интерфейса RS-485. Каждый изолированный сег-

мент линии RS-485 должен быть согласован с двух сторон - в начале и конце ли-

нии.

Включение согласующих резисторов в каждом сегменте линии RS-485:

они должны быть включены переключателями в повторителях «С2000-ПИ», а

не перемычками в приборах, поскольку переключатели не только подключают

согласующее сопротивление, но также выдают в линию интерфейса RS-485

напряжение смещения, которое необходимо для правильной работы этих повто-

рителей.

Пример осциллограммы реального обмена (запрос и начало ответа) при

обмене по интерфейсу RS-485 (цепь A относительно цепи B). На осциллограм-

ме цифрами отмечены некоторые ключевые моменты:

1.

Включение передатчика ПКУ. После включения выдержана пауза.

2.

Начало передачи данных — стартовый бит первого фрейма (фреймы

аналогичны фреймам RS-232: стартовый бит, биты данных, бит паритета,

стоповый бит).

3.

Завершение передачи данных — стоповый бит последнего фрейма.

4.

Выключение передатчика.

5.

Включение передатчика ПКУ.

На осциллограмме видно, в отсутствие сигнала на сигнальных цепях име-

ется небольшое смещение. Это смещение предназначено для защиты прием-

ников от ложных срабатываний.

Цепи «0В» изолированных сегментов линии между собой не объединяют-

ся. Питание изолированных приборов от общего источника питания не допус-

кается во избежание гальванической связи через общие цепи питания.

10

5.3. Ответвления на линии RS-485 увеличивают искажение сигнала в ли-

нии. Согласующие резисторы не устанавливаются. Ответвления делаются с по-

мощью преобразователей-повторителей «С2000-ПИ».

На объектах с тяжелой электромагнитной обстановкой для линии RS-485

используется кабель «экранированная витая пара». Максимальная дальность

связи при использовании экранированного кабеля уменьшается из-за более вы-

сокой емкости такого кабеля. Экран кабеля заземляется только в одной точке.

Ток, протекающий по проводу выравнивания потенциалов, очень мал. Но

если «0В» приборов или источников питания будут подключены к различным

локальным шинам защитного заземления, то разность потенциалов между цепя-

ми «0В» может достигать нескольких единиц и даже десятков вольт, а проте-

кающий по цепи выравнивания потенциалов ток может быть значительным. Это

может быть причиной неустойчивой связи пульта с приборами и привести к вы-

ходу приборов из строя. Поэтому нужно избегать заземления цепи «0В» или за-

землять эту цепь только в единственной точке.

Причиной протекания паразитных токов может быть замыкание внеш-

них цепей приборов (RS-485, шлейфы сигнализации, цепи подключения

считывателей и т.п.) на металлические конструкции здания.

5.4. Если для сегментов интерфейса RS-485 используется воздушная

прокладка линии, необходимо защищать канал интерфейса RS-485 от пере-

напряжений во время грозы. В этом случае применяются блоки защиты линии

«БЗЛ». Для гальванической развязки сегментов интерфейса целесообразно ис-

пользовать повторители «С2000-ПИ». При этом питание приборов, подключен-

ных до и после «С2000-ПИ», следует производить от разных источников пита-

ния. Шины «0В» данных приборов объединять не следует.

6 ДПЛС

6.1 ДПЛС предполагает использование соединения между адресными

устройствами (АУ) и контроллером «С2000-КДЛ» типа «шина». Все АУ соеди-

няются одной парой проводов («ДПЛС+» и «ДПЛС-»). Согласующие резисто-

ры не устанавливаются.

В ДПЛС допускается подключать до 127 устройств с типовым суммарным

током потребления 64 мА (максимальный суммарный ток потребления не более

100 мА).

При расчёте длины ДПЛС, для обеспечения устойчивой работоспособно-

сти АУ, учитывается следующее:

– разность напряжения на входных контактах АУ и выходного напря-

жения контроллера не должна превышать 2В;

11

– сопротивление линии от контроллера до последнего АУ не должно

превышать 200 Ом.

– суммарная ёмкость проводов не должна превышать 0,1 мкФ (100

нФ).

Пример: Ток потребления 127 извещателей «ДИП-34А» равен 63,5 мА,

представим, что все извещатели установлены в конце линии (граничное усло-

вие). Падение напряжения в 2 В будет создаваться при сопротивлении ДПЛС

равном ≈ 30 Ом. Для сечения 0,75 кв. мм, при вышеизложенных условиях, дли-

на ДПЛС составит ≈ 600 м, а для сечения 0,9 кв. мм ≈ 700 м. Реально на объек-

тах нагрузка имеет распределённый характер и падение напряжения 2 В возник-

нет при больших расстояниях, но при этом сопротивление линии до удалённого

АУ не должно превышать 200 Ом. При ответвлениях в ДПЛС учитывается сум-

марную ёмкость проводов (не более 0,1 мкФ). В качестве двухпроводной линии

связи желательно использовать витую пару проводов.

6.2. Для сохранности обмена между контроллером и АУ при неисправно-

сти ДПЛС (короткое замыкание, обрыв) используются блоки разветвительно-

изолирующие «БРИЗ». В линию можно включать до 40 изоляторов короткого

замыкания «БРИЗ» без дополнительных расчётов.

6.3. При подсчёте длины ДПЛС для подтверждения правильности вы-

бранного сечения кабеля и оптимизации затрат пользуются следующей методи-

кой:

– ДПЛС разбивается на участки, например, от контроллера до АУ1, от

АУ1 до АУ2 и так далее вплоть до АУn (n – количество подключённых АУ). Для

каждого участка подсчитываются значения сопротивлений R1…Rn.

– Считается падение напряжения U1 на первом участке с сопротивле-

нием R1 с учётом суммарного токопотребления всех подключенных после

этого участка – от АУ1 до АУn.

– Далее считается падение напряжения U2 на втором участке с сопро-

тивлением R2 с учётом суммарного токопотребления всех подключённых

после этого участка – от АУ2 до АУn.

– Расчёт падения напряжения на участках цепи проводится до послед-

него АУn.

– Суммируются полученные значения напряжений U1…Un, сопротивле-

ний R1…Rn и электрической ёмкости проводов.

7 Охрана труда и ТБ при работе с электронным оборудованием

Во время работы с электронным оборудованием могут возникать в основном,

следующие опасные и вредные производственные факторы:

12

– психофизиологическое и умственное перенапряжение (например, при

поиске

причин

ошибок,

сбоев,

остановок

машин,

что

требует

анализа

многочисленных вариантов, выбора в уме различных альтернатив);

– электрический ток, путь которого в случае замыкания, может пройти

через тело человека;

– электростатическое поле;

– неудовлетворительные микроклиматические условия;

– недостаточная освещенность рабочего места (рабочей зоны).

Перед началом выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту

электронного оборудования необходимо:

– выполнить отключения и принять меры, препятствующие ошибочному

или самопроизвольному включению электронного оборудования во время его

технического обслуживания или ремонта;

– проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях электронного

оборудования.

При

выполнении

работ

по

эксплуатационно-техническому

обслуживанию,

профилактическим

проверкам,

текущему

ремонту

электронного

оборудования

следует

руководствоваться

эксплуатационной

документацией

(в

том

числе,

инструкциями по эксплуатации) фирм-изготовителей.

При необходимости выполнения пайки проводов или деталей с использованием

оловянно-свинцовых припоев типа ПОС необходимо иметь в виду, что они содержат

своем составе свинец, что может привести (при количествах, превышающих ПДК) к

свинцовым отравлениям организма.

8 Тестовые задания

1) Какой тип соединения используется в RS-232?

Укажите правильный ответ.

Ответы:

а) шина;

б) точка-мультиточка;

в) точка-точка.

2) Расположите биты в структуре фрейма в порядке их следования:

а) стоповый бит;

13

б) бит данных;

в) бит паритета;

г) стартовый бит.

Ответ: 1 – г; 2 – б; 3 – в; 4 – а.

3) Укажите количество приборов подключаемых к ПКУ по интерфейсу RS-

485:

Укажите правильный ответ.

Ответы:

а) 127;

б) 32;

в) 256.

4) Какой номинал резистора используется для согласования линии интер-

фейса RS-485?

Укажите правильный ответ.

Ответы:

а) 120 Ом;

б) 360 ОМ;

в) 620 ОМ;

г) 1200 ОМ.

5) На сколько преобразователь-повторитель интерфейсов «С2000-ПИ»

позволяет увеличить длину линии интерфейса RS-485?

Укажите правильный ответ.

Ответы:

а) 1500 м;

б) 3000 м;

в) 1200 м.

6) Суммарный ток потребления адресных устройств в ДПЛС?

Укажите правильный ответ.

Ответы:

а) 64 мА;

б) 100 мА;

в) 63,5 мА.

7) Сопротивление линии ДПЛС от контроллера до последнего АУ не

должно превышать?

14

Укажите правильный ответ.

Ответы:

а) 50 Ом;

б) 100 Ом;

в) 200 Ом.

9 Подведение результатов работы

В основу подсчета результатов положена система рейтинговой оценки. За

каждый правильный ответ в задании выставляется 1 (один) балл. Общее количе-

ство полученных баллов рекомендуется переводить в %, считая за

100 % максимум возможных баллов за все правильные ответы. Подсчет по баль-

ной шкале производится следующим образом:

Оценки

% правильных ответов Баллы

«5»

100 % 7

«4»

85 % 6

«3»

70 % 5

«2»

55 % и менее 4 и менее

15

Список рекомендуемой литературы:

1. Г. Отт. «Минимизация помех в электронных системах», 1988.

2. И. Бирюков. «Правильная разводка сетей RS-485», 2001.

3. М. Фэрион. Поиск и устранение неисправностей в сетях RS-485, 2005.

4. И. Путилин. Интегрированная система охраны «Орион», 2004.

5. Б. Стюарт. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров, 2017.

6. Ю.Магда. Программирование последовательных интерфейсов, 2009.