Produktbeschreibung

Technologie

Die seriellen Schnittstellenklemmen EL600x, EL602x ermöglichen den Anschluss von Geräten mit einer RS232 (bzw. RS485 / RS422) -Schnittstelle. Bei der EL600x werden die Daten im Vollduplexbetrieb mit der Steuerung ausgetauscht, bei der EL602x ist zusätzlich noch der Halbduplexbetrieb möglich. Die Klemme verfügt über einen Empfangs/Sendepuffer je Kanal, siehe technische Daten. Der Datentransfer zwischen Klemme und Steuerung wird über einen Handshake abgewickelt.

Die Werkseinstellung der Klemmen ist

• 9600 Baud
• 8N1: 8 Datenbits, 1 Stopp-Bit, no Parity
• bei der EL600x ist die RTS/CTS-Kontrolle aktiv
• die EL602x arbeitet im Vollduplex-Modus mit deaktivierter Punkt-zu-Punkt Verbindung.

Grundlagen

Beim Übertragen von mehreren Bytes an Daten werden die Daten (insgesamt x Bytes respektive 8*x Bits) nach der Codierungsvorschrift (beispielsweise 7E2 oder 8N1) in einzelnen Telegrammen zu je 7 resp. 8 Bits verschickt. Dabei besteht ein Telegramm aus

• StartBit
• Datenbits (7 oder 8, begonnen wird mit dem LSB [least signifikant bit])
• Optional: Parity-Bit
• "E" EVEN: Paritätsbit wird vom Sender so gesetzt, dass gerade Parität hergestellt wird
• "O" ODD: Paritätsbit wird vom Sender so gesetzt, dass ungerade Parität hergestellt wird
• "N" NOT: kein Paritätsbit
• "M" MARK: Paritätsbit wird vom Sender = 1 gesetzt
• "S" SPACE: Paritätsbit wird vom Sender = 0 gesetzt
• StopBit (1 oder 2)

Entsprechend bedeutet die Codierungssvorschrift 8N1: 8 Datenbits, kein Paritätsbit, 1 Stopbit.

Wenn eine 7-Bit-Codierung ausgewählt wird, werden von jedem Datenbyte, das von der PLC an die Klemme über die zyklischen Prozessdaten übermittelt wird, nur die unteren 7 Bit versendet. D. h. werden 10 Byte Daten (Umfang 8 Bit) an die EL60xx geschickt, versendet diese 10 Telegramme zu je 7 Bit.

Wenn eine 9-Bit-Codierung ausgewählt wird, ist das 16-Bit-Prozessdateninterface zu wählen. Die Klemme erwartet dann die 9 Nutzbits in den unteren 9 Bits des 16-Bit-words.

Frequenz

Die Frequenz der Datenübertragung muss in Sender und Empfänger bekannt sein und bis auf einige % übereinstimmen. Nur dadurch kann der Empfänger die Pegelwechsel auf der Leitung korrekt erkennen.

Handshake

Ein zusätzlicher Handshake zwischen Sender und Empfänger kann eingesetzt werden, damit der Empfänger dem Sender mitteilen kann, ob er empfangsbereit ist. Die EL60xx unterstützen zwei Arten von Handshake:

• über besondere Datenleitungen RTS/CTS
• Die Aktivierung dieses Features ist im CoE erforderlich.
• Nur bei EL6001/EL6002 möglich.
• über besondere Datentelegramme
• Die Aktivierung dieses Features ist im CoE erforderlich.

RS-Standards

Der Begriff RS232 (RS-232) wird in diesem Dokument kurz für den Standard ANSI/EIA/TIA-232-F verwendet.

Der Begriff RS422 (RS-422) wird in diesem Dokument kurz für den Standard ITU-T V.11 nach ANSI/TIA/EIA-422-B-1994 verwendet.

Der Begriff RS485 (RS-485) wird in diesem Dokument kurz für den Standard ANSI/TIA/EIA-485-A-98 verwendet.

Pegel Schnittstellen

Die EL6001/6002 arbeiten auf RS232-Pegel gegen GND-Bezug, die EL6021/6022 mit differentiellen RS485/422-Pegel.

Terminierung und Topologie

Die seriellen Kommunikationstechnologien RS422 und RS485 arbeiten mit Spannungspegeln auf einer 2-Draht-Leitung. Durch Reflexionen an hochohmigen Leitungsenden können Signale verfälscht werden. Deshalb werden Abschlusswiderstände als Terminierung am Receiver benötigt. Bei RS422/485 sind dies 120 Ω-Widerstände, die zusammen mit dem Leitungswiderstand zum Spannungsabfall über die Übertragungsstrecke führen.

Zulässige Leitungslänge Der Leitungswiderstand führt mit dem Terminierungswiderstand zum Gesamtspannungsabfall über die Übertragungsstrecke. Eine unzulässig hohe Anzahl von Terminierungswiderständen dämpft das Signal zu stark! Bei der Streckenauslegung ist darauf zu achten, dass am Receiver noch mindestens die erforderlichen 200 mV (s. Abb. ) anliegen können.

Im RS422-Betrieb muss jede der Leitungen am Receiver mit 120 Ω terminiert werden.

Im RS485-Betrieb mit mehreren Teilnehmern werden nur an den beiden äußeren Teilnehmern Terminierungswiderstände eingesetzt.

Hintergrund ist die unterschiedliche Konzeption von RS422/EIA-422 bzw. RS485/EIA-485:

• RS422: 1 Rx → n Tx (maximal 10 Empfänger)
• RS485: n Rx → m Tx (maximal 32/128 Teilnehmer, abhängig von resultierenden Busbelastung)

Komponenten für RS485 verfügen in der Regel u.a. über eine höhere Eingangsimpedanz, belasten also den Bus weniger.

Terminierung mit EL602x und Bias-Widerständen Die EL602x verfügen über keine integrierten Terminierungswiderstände, damit sie auch im Busbetrieb eingesetzt werden können. Ggf. erforderliche Terminierung muss außerhalb der Klemme angeschlossen werden. Die EL602x verfügen über integrierte Bias-Widerstände < 1 kOhm, die die Busleitungen auch bei getrennter Leitung auf definierte Pegel ziehen. Werden mehrere EL602x in einem Bus miteinander verbunden, können die parallelen Bias-Widerstände die Datenübertragung erschweren. Dann ist als Zwischengerät die EL6021-0021 zu verwenden - diese verfügt über deutlich größere Bias-Widerstände.

Topologie

Die Terminierung und Bias-Widerstände belasten den Bus. Jedoch sind sie für eindeutige Buspegel unerlässlich. Deshalb sind sie mit Sorgfalt zu platzieren. Idealerweise ist der RS422/485-Bus als DaisyChain oder Kette aufgebaut, vgl. Abb. Problematisch können sein:

• Sterntopologien: jeder Endpunkt sollte eigentlich terminiert werden, dies kann jedoch zu hoher Busbelastung und uneindeutigen Pegeln führen. Außerdem ist mit Reflexionen und Laufzeitschwankungen zu rechnen.
• vermaschte Topologien: keine eindeutigen Endpunkte, Reflexionen und Kreisströme möglich

Schirmung/Shield